新能源時代，電池技術(shù)的突破還有多遠(yuǎn)？
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-03-14 09:22
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人類的發(fā)展過程，是對能源使用的過程，也是能源升級的過程，每一次科技的大規(guī)模進(jìn)步，都與能源的升級和進(jìn)步有著巨大的關(guān)系。
在中國，燧人氏開啟了人類用火的時代，使人類開始了使用一次能源的時代，使人類可以使用植物木材中所儲存的大量能源，這一古老的能源使用直到近兩百年才被終結(jié)，這次能源革命來自于人類對煤的大量使用，雖然人類很早就發(fā)現(xiàn)了淺層煤，但在很長的時間里，人們?nèi)匀皇且揽磕静暮蛠碜杂谀静牡哪咎縼慝@得能量。
同樣，人類在約2000年前就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了石油，班固《漢書》中就已經(jīng)有了對石油的記載，但是直到近代19世紀(jì)以后，石油蒸餾技術(shù)的發(fā)現(xiàn)，才使石油的大規(guī)模使用成為可能，而現(xiàn)在，石油和煤炭早已成為了人類生存最為主要的兩種能源，甚至人類一度擔(dān)心石油和煤炭被用盡的風(fēng)險。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，人類在工業(yè)時代每年所燃燒的能量，比過去數(shù)千年總共燃燒的能量的總和還要多，這也是為什么近百年來地球溫室效應(yīng)不斷加強(qiáng)，地強(qiáng)溫度不斷升高的重要原因，過去數(shù)百萬年、甚至數(shù)億年間太陽能量在地球上形成的大量的煤和石油，為人類的工業(yè)時代提供了足夠的能源。
但油煤能源的最大問題就是其燃燒所帶來的溫室效應(yīng)，并且其能源品質(zhì)并不足夠高，猶其在需要大量能源的今天，這些能源已經(jīng)不足以滿足人類對于能源的需求，猶其是航天、航空等特殊領(lǐng)域，對能源的要求就變的更高，同時為了滿足人類需求的大量常規(guī)能源，而又不繼續(xù)加劇溫室效應(yīng)，人類就必須探索新能源的使用。
為了方便人類對能源的使用，對能源的保存和轉(zhuǎn)儲也是人類面臨的重要問題，電能是非常好的中間能源，并且可以通過非燃燒的方式獲得，風(fēng)力、水力甚至核能都可以獲得能源，但電力能源的存儲仍然是大問題。
電力能源的特殊性在于，他并非一種物質(zhì)能源，但人類通過電力能源和化學(xué)能源之間轉(zhuǎn)化，發(fā)明了可以存儲能源的電池，這使得人類有了可以保存這一能源的可能，人類龐大的現(xiàn)代文明系統(tǒng)其實(shí)是建立在電力系統(tǒng)上的文明，包括照明、通信、各種電子設(shè)備其實(shí)都是依賴于電力運(yùn)轉(zhuǎn)，因此，存儲和快速轉(zhuǎn)化電能，也是人類最為實(shí)際的需求。
因?yàn)殡娏梢钥焖俳尤氲浆F(xiàn)代文明的系統(tǒng)中，就連提供機(jī)械能轉(zhuǎn)換的電機(jī)，其體積和重量也要小于同功率的內(nèi)燃機(jī)，而在電子機(jī)器人領(lǐng)域，電機(jī)更是必不可少，那么，如何方便快速的獲取電能，就成為人類對于能源未來的期待方向，無線輸電和電池技術(shù)成為兩條可選的方案，由于無線輸電技術(shù)目前還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有成熟，因此人類仍需要將希望放在電池上。
可以說，電池技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)成為制約人類發(fā)展的一個重要因素，沒有合適的電源，人類就無法使通訊設(shè)備自由的續(xù)航，也無法使電動汽車達(dá)到令人滿意的續(xù)航里程，在很多無法實(shí)現(xiàn)有線輸電的場景下，都將會成為人類的限制。
人類在發(fā)展進(jìn)程中，使用過多種多樣的電池技術(shù)，依賴電解液的酸性和堿性電池，被電子設(shè)備大量采用的傳統(tǒng)鋰離子電池，還有近些年來一直處于研究使用中的氫燃料電池，都是人類在電池使用探索中的重要成果。
但是，目前的電池技術(shù)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足人類的需求，猶其近年來，人類對新能源的渴望越來越迫切，電動車的發(fā)展也開始倒逼電池產(chǎn)業(yè)，要么解決電量的問題，要么解決充電速度問題，讓這兩個指標(biāo)達(dá)到人們可以接受的范圍內(nèi)，否則，電能的移動化使用一直會是一句空話。
目前，人類已經(jīng)將主要精力集中在石墨烯電池上，由于石墨烯材料可以使鋰離子自由穿梭，這種能力不僅可以使電池的容量大大增加，重要的是其使的電池的真正快充成為可能，將電池的充電時間縮短至一分鐘內(nèi)，這將可能比汽車加油的時間還短，足夠可以滿足家用汽車的使用。
新電池技術(shù)使用，還可以增加航空航天電器的電量儲存能力，大大減輕用于儲存電量的電池重量，為航空和電子設(shè)備留出更大的空間，無人機(jī)的續(xù)航里程，更是可以通過電池技術(shù)的改進(jìn)，真正實(shí)現(xiàn)全天候巡航，可以說，電池技術(shù)的突破，為人類帶來的變化，將會是非常巨大的，而這一變化，也正在快速的變成現(xiàn)實(shí)。
