近二十多年以來,大量更輕續航更強的電池問世,使得智能手機,運動相機,無人機,商業化電動車和無線耳機等等電子產品迅速崛起,所以我們的未來會由電池來主宰嗎?針對此事我們有兩個重點要說。一,我們製造的電池能夠有多輕和有多大的電容量呢?二,我們能夠實際做出這麼多電池嗎?
近二十多年以來,大量更輕續航更強的電池問世,使得智能手機,運動相機,無人機,商業化電動車和無線耳機等等電子產品迅速崛起,所以我們的未來會由電池來主宰嗎?針對此事我們有兩個重點要說。一,我們製造的電池能夠有多輕和有多大的電容量呢?二,我們能夠實際做出這麼多電池嗎?
好的,事實上我們知道現在的電池技術越來越好了,相比90年代初的時候,現在每公斤電池的儲能幾乎高了兩倍,意思就是說只要一半的重量就能儲存一樣的能量,這樣無人機和手機才得以誕生和迅速崛起,那麼這種成長趨勢的極限是?電池在原理上其實是非常簡單的,拿兩種金屬水溶液,一種金屬想要籍由溶解至水中來獲取更多電子,一種金屬卻想要變回原本的固體,但是需要電子的協助,如果你用電線或任何導電物將兩者連接在一起,那麼它們就會互相滿足對方的需求,不管是溶解也好,析出也罷,都會利用電線來傳導電子,沒錯,這樣就產生了電流。當你強制將電子倒回去,它們會重置剛才的溶解和析出,這,就是我們所說的充電。看是不是很簡單?
近二十多年以來,大量更輕續航更強的電池問世,使得智能手機,運動相機,無人機,商業化電動車和無線耳機等等電子產品迅速崛起,所以我們的未來會由電池來主宰嗎?針對此事我們有兩個重點要說。一,我們製造的電池能夠有多輕和有多大的電容量呢?二,我們能夠實際做出這麼多電池嗎?
好的,事實上我們知道現在的電池技術越來越好了,相比90年代初的時候,現在每公斤電池的儲能幾乎高了兩倍,意思就是說只要一半的重量就能儲存一樣的能量,這樣無人機和手機才得以誕生和迅速崛起,那麼這種成長趨勢的極限是?電池在原理上其實是非常簡單的,拿兩種金屬水溶液,一種金屬想要籍由溶解至水中來獲取更多電子,一種金屬卻想要變回原本的固體,但是需要電子的協助,如果你用電線或任何導電物將兩者連接在一起,那麼它們就會互相滿足對方的需求,不管是溶解也好,析出也罷,都會利用電線來傳導電子,沒錯,這樣就產生了電流。當你強制將電子倒回去,它們會重置剛才的溶解和析出,這,就是我們所說的充電。看是不是很簡單?
其實針對電池重量和容量的根本性限制,有兩大變因,一就是你所用的物質,二就是每個電子能夠提供多少能量,所以你需要一種物質,既輕又能在釋放出電子時提供最大的能量。在元素週期表左邊的物質,像是鋰,鈉,鈹它們就非常想要失去電子,而右邊的物質像是氟,氧,硫則非常想要電子,而上方的元素又比較輕,那我們就拿鋰和氟來做電池,不就完美了嗎?
近二十多年以來,大量更輕續航更強的電池問世,使得智能手機,運動相機,無人機,商業化電動車和無線耳機等等電子產品迅速崛起,所以我們的未來會由電池來主宰嗎?針對此事我們有兩個重點要說。一,我們製造的電池能夠有多輕和有多大的電容量呢?二,我們能夠實際做出這麼多電池嗎?
好的,事實上我們知道現在的電池技術越來越好了,相比90年代初的時候,現在每公斤電池的儲能幾乎高了兩倍,意思就是說只要一半的重量就能儲存一樣的能量,這樣無人機和手機才得以誕生和迅速崛起,那麼這種成長趨勢的極限是?電池在原理上其實是非常簡單的,拿兩種金屬水溶液,一種金屬想要籍由溶解至水中來獲取更多電子,一種金屬卻想要變回原本的固體,但是需要電子的協助,如果你用電線或任何導電物將兩者連接在一起,那麼它們就會互相滿足對方的需求,不管是溶解也好,析出也罷,都會利用電線來傳導電子,沒錯,這樣就產生了電流。當你強制將電子倒回去,它們會重置剛才的溶解和析出,這,就是我們所說的充電。看是不是很簡單?
其實針對電池重量和容量的根本性限制,有兩大變因,一就是你所用的物質,二就是每個電子能夠提供多少能量,所以你需要一種物質,既輕又能在釋放出電子時提供最大的能量。在元素週期表左邊的物質,像是鋰,鈉,鈹它們就非常想要失去電子,而右邊的物質像是氟,氧,硫則非常想要電子,而上方的元素又比較輕,那我們就拿鋰和氟來做電池,不就完美了嗎?
不幸的是,我們並不能這麼做,原因是鋰和氟的反應太過強烈,我查了很多資料,唯一找到鋰和氟的實際應用是——非常強大而又危險的火箭燃料。我們雖然知道電池的原理很簡單,但事實上製造過程卻是非常複雜的,要組合兩種能反應的物質,又能夠在常溫常壓下控制它們。舉例來說吧,氧是一種氣體,硫是一種糟糕的導電體,而鈉易於溶解還容易爆炸。我們想要用這些東西來做電池(雖然很難,但不是不可能)。現在的輕量可充電式商業電池一則使用碳化鋰,二就有很多種選擇了,但通常都是鋰鈷氧化物。鋰原子為了轉移電子可以溶解或析出(沉積),這個就是我們所說的鋰離子電池。其他的物質它們雖然也能夠協助反應,但是卻增加了電池的重量,所以電池能夠多輕呢?
近二十多年以來,大量更輕續航更強的電池問世,使得智能手機,運動相機,無人機,商業化電動車和無線耳機等等電子產品迅速崛起,所以我們的未來會由電池來主宰嗎?針對此事我們有兩個重點要說。一,我們製造的電池能夠有多輕和有多大的電容量呢?二,我們能夠實際做出這麼多電池嗎?
好的,事實上我們知道現在的電池技術越來越好了,相比90年代初的時候,現在每公斤電池的儲能幾乎高了兩倍,意思就是說只要一半的重量就能儲存一樣的能量,這樣無人機和手機才得以誕生和迅速崛起,那麼這種成長趨勢的極限是?電池在原理上其實是非常簡單的,拿兩種金屬水溶液,一種金屬想要籍由溶解至水中來獲取更多電子,一種金屬卻想要變回原本的固體,但是需要電子的協助,如果你用電線或任何導電物將兩者連接在一起,那麼它們就會互相滿足對方的需求,不管是溶解也好,析出也罷,都會利用電線來傳導電子,沒錯,這樣就產生了電流。當你強制將電子倒回去,它們會重置剛才的溶解和析出,這,就是我們所說的充電。看是不是很簡單?
其實針對電池重量和容量的根本性限制,有兩大變因,一就是你所用的物質,二就是每個電子能夠提供多少能量,所以你需要一種物質,既輕又能在釋放出電子時提供最大的能量。在元素週期表左邊的物質,像是鋰,鈉,鈹它們就非常想要失去電子,而右邊的物質像是氟,氧,硫則非常想要電子,而上方的元素又比較輕,那我們就拿鋰和氟來做電池,不就完美了嗎?
不幸的是,我們並不能這麼做,原因是鋰和氟的反應太過強烈,我查了很多資料,唯一找到鋰和氟的實際應用是——非常強大而又危險的火箭燃料。我們雖然知道電池的原理很簡單,但事實上製造過程卻是非常複雜的,要組合兩種能反應的物質,又能夠在常溫常壓下控制它們。舉例來說吧,氧是一種氣體,硫是一種糟糕的導電體,而鈉易於溶解還容易爆炸。我們想要用這些東西來做電池(雖然很難,但不是不可能)。現在的輕量可充電式商業電池一則使用碳化鋰,二就有很多種選擇了,但通常都是鋰鈷氧化物。鋰原子為了轉移電子可以溶解或析出(沉積),這個就是我們所說的鋰離子電池。其他的物質它們雖然也能夠協助反應,但是卻增加了電池的重量,所以電池能夠多輕呢?
理論上的計算應該可以把鋰離子電池的重量佔到現在的一半,現在一個開發中較輕的後起之秀是鋰硫電池,在同樣的儲能情況下要比鋰離子電池輕的多。因為鋰和硫的組合比鋰和鈷氧碳的組合還輕,所以在同樣的電池容量下,重量只有鋰離子電池的30%,當然還有一種更好,但是問世估計還要很久的科技,就是鋰氧電池,這種電池的重量只有鋰硫電池的四分之一,這已經是離物理限制的極限不遠了,沒有任何物質可以比『鋰溶解和氟析出』提供更多的單位輸出能量,而且因為禮服電池也過於危險幾乎做不出來,就算做出來了也只會比鋰氧輕10%,理論上的電池大約只有現在鋰離子電池5%的重量。
近二十多年以來,大量更輕續航更強的電池問世,使得智能手機,運動相機,無人機,商業化電動車和無線耳機等等電子產品迅速崛起,所以我們的未來會由電池來主宰嗎?針對此事我們有兩個重點要說。一,我們製造的電池能夠有多輕和有多大的電容量呢?二,我們能夠實際做出這麼多電池嗎?
好的,事實上我們知道現在的電池技術越來越好了,相比90年代初的時候,現在每公斤電池的儲能幾乎高了兩倍,意思就是說只要一半的重量就能儲存一樣的能量,這樣無人機和手機才得以誕生和迅速崛起,那麼這種成長趨勢的極限是?電池在原理上其實是非常簡單的,拿兩種金屬水溶液,一種金屬想要籍由溶解至水中來獲取更多電子,一種金屬卻想要變回原本的固體,但是需要電子的協助,如果你用電線或任何導電物將兩者連接在一起,那麼它們就會互相滿足對方的需求,不管是溶解也好,析出也罷,都會利用電線來傳導電子,沒錯,這樣就產生了電流。當你強制將電子倒回去,它們會重置剛才的溶解和析出,這,就是我們所說的充電。看是不是很簡單?
其實針對電池重量和容量的根本性限制,有兩大變因,一就是你所用的物質,二就是每個電子能夠提供多少能量,所以你需要一種物質,既輕又能在釋放出電子時提供最大的能量。在元素週期表左邊的物質,像是鋰,鈉,鈹它們就非常想要失去電子,而右邊的物質像是氟,氧,硫則非常想要電子,而上方的元素又比較輕,那我們就拿鋰和氟來做電池,不就完美了嗎?
不幸的是,我們並不能這麼做,原因是鋰和氟的反應太過強烈,我查了很多資料,唯一找到鋰和氟的實際應用是——非常強大而又危險的火箭燃料。我們雖然知道電池的原理很簡單,但事實上製造過程卻是非常複雜的,要組合兩種能反應的物質,又能夠在常溫常壓下控制它們。舉例來說吧,氧是一種氣體,硫是一種糟糕的導電體,而鈉易於溶解還容易爆炸。我們想要用這些東西來做電池(雖然很難,但不是不可能)。現在的輕量可充電式商業電池一則使用碳化鋰,二就有很多種選擇了,但通常都是鋰鈷氧化物。鋰原子為了轉移電子可以溶解或析出(沉積),這個就是我們所說的鋰離子電池。其他的物質它們雖然也能夠協助反應,但是卻增加了電池的重量,所以電池能夠多輕呢?
理論上的計算應該可以把鋰離子電池的重量佔到現在的一半,現在一個開發中較輕的後起之秀是鋰硫電池,在同樣的儲能情況下要比鋰離子電池輕的多。因為鋰和硫的組合比鋰和鈷氧碳的組合還輕,所以在同樣的電池容量下,重量只有鋰離子電池的30%,當然還有一種更好,但是問世估計還要很久的科技,就是鋰氧電池,這種電池的重量只有鋰硫電池的四分之一,這已經是離物理限制的極限不遠了,沒有任何物質可以比『鋰溶解和氟析出』提供更多的單位輸出能量,而且因為禮服電池也過於危險幾乎做不出來,就算做出來了也只會比鋰氧輕10%,理論上的電池大約只有現在鋰離子電池5%的重量。
所以我們的結論是:電池也許不是最終的未來,還有很長的路要走,但每次成功都將使這個世界變得更加完美。