“電池不含在內(nèi)”！
可曾記得收到新玩具后，包裝盒側(cè)面這些字給你澆的冷水？長大以后，我們的高科技“玩具”變得愈加復(fù)雜而迷人。但驅(qū)動它們的電池工作原理卻沒有改變。
果真如此么？
智能電網(wǎng)（Smart grids）、混合動力車、可再生能源都是熱門環(huán)保技術(shù)，但在幕后，化學(xué)家和工程師們正致力于削減電池帶來的生態(tài)影響。近期羥基氧化鎳、橄欖石型磷酸鋰鐵、納米線等鎳、鋰電池化學(xué)技術(shù)方面的突破有望讓明日各種數(shù)碼產(chǎn)品放棄歷史悠久但問題多多的堿/二氧化錳AA電池。
羥基氧化鎳(NiOOH或NiOx)電池已經(jīng)面世數(shù)年，類似堿性電池，但采用基于鎳制負(fù)極以產(chǎn)生更高的電壓（1.7V，堿性電池為1.5V）。NiOx電池一般用于高功耗應(yīng)用（比如數(shù)碼相機(jī)或便攜式游戲產(chǎn)品），據(jù)稱可以提供相當(dāng)于堿性電池兩倍的壽命。但在遙控器等低功耗應(yīng)用中，NiOx電池壽命與堿性電池相當(dāng)。
索尼近期首先將該技術(shù)的鋰離子電池變種商業(yè)化。該技術(shù)由美國研究人員開發(fā)，使用橄欖石型磷酸鋰鐵(LiFePO4)作為負(fù)極。索尼將新的負(fù)極材料與一種據(jù)說可以最大限度減小電阻的專利微粒設(shè)計技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)了3.3V輸出、1800W/kg功率密度的可充電電池設(shè)計，擁有長使用壽命，在2000輪充/放電后仍保持80%初始容量。該電池?fù)碛锌焖俪潆娔芰Γ?0分鐘充至99%），并且在使用時維持穩(wěn)定的放電電壓。
該電池已應(yīng)用于索尼公司的一些強(qiáng)力工具，并在實際應(yīng)用中獲得正面反饋。
最早的LiFePO4技術(shù)專利由得克薩斯大學(xué)的John Goodenough及其團(tuán)隊于1996年取得。LiFePO4作為解決鋰鈷氧化物和鋰錳氧化物等鋰離子電池結(jié)構(gòu)放電率低、循環(huán)壽命短問題的方案被設(shè)計出來。
LiFePO4是一種高穩(wěn)定性材料，科學(xué)家相信它可以被用于無數(shù)消費(fèi)級應(yīng)用，從手機(jī)和游戲產(chǎn)品的可充電電池到電動汽車等大型應(yīng)用。（雪佛萊即將上市的Volt采用220芯鋰離子電池）。
橄欖石結(jié)構(gòu)讓LiFePO4的晶格變形比其它電池結(jié)構(gòu)更小，帶來更好的放電過程。因此該材料的循環(huán)壽命極長，LiFePO4也顯示出極佳的存儲壽命。它還可以忍受氧化和酸性環(huán)境。
電池安全性方面，LiFePO4的電池結(jié)構(gòu)在300°C至500°C的極高溫度下仍可保持穩(wěn)定，最高可以承受700°C。在這種極端溫度下，其它鋰電池會裂化甚至爆炸。
LiFePO4的快速充電、長壽命特性明顯有助于環(huán)境保護(hù)。電動汽車采用LiFePO4電池也會獲得更長的充電后行駛距離，希望推出產(chǎn)品與Volt競爭的汽車廠商可能會感興趣。
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