水系鋅電池會比锂電池更好嗎?
多年以來锂電池在充电电池市场上堪称一枝独秀班处在霸主班的地位,但不能弯曲和不耐高温、容易起火等安全隐优,一直是锂電池的弱点,而据港媒报道,有研究员已经研发出一种水系锌电池,以柔软和安全作卖点,有望在穿戴式电子产品等部分用途上,挑战锂電池的地位。
以鋅爲基礎的電池(以下簡稱“鋅電池”)已有百年多曆史,是世界上第二種商業化的電池,只比鉛酸電池稍遲。不過,以往的鋅電池重要是一次使用。此外,以往的鋅電池的充放電性能一直不理想,充放電次數太少。直至不4年前,水系鋅電池(其電解質含水),經過一定的改良後,充放電可以達到100次至300次。
不久前,經過科研人員的不斷努力,水系鋅電池棄用強堿性電解質,改用弱酸性電解質,並將其中一個電極改用納米二氧化錳材料,取得重大突破,將充放電次數大增至1000次以上;而且在充放電1000次後,其儲電量仍然可以維持在最初的97%。
几年前,软性锂電池仍未真正商业化生产,部分科研人员希望开发软性水系锌电池,以满足市场应用要求,例如穿戴式电子产品等。由于水系锌电池的电解质原为液态,较难封装和较易泄漏,所以他们加入“水凝胶”,令电解质变成半固态,既可保持柔软和可弯曲的特性,同时较容易封装,万一封装出现破损,电解质也不会泄漏。
此外,由于水系锌电池的电解质含水,所以其本质就不易燃,比锂電池的有机电解质安全。经过改良后的水系锌电池在极恶劣的工作环境中,如撞击、切割、火烧、弯折等,也不会爆炸或起火,并能够继续供应稳定的电源,安全程度大大提高。
水系鋅電池在穿戴式電子産品、智能服裝、醫學産品、美容産品、嬰兒用品、寵物用品、電子書閱讀器等市場潛力具大。應用在計算機電池方面,也有優勢,因爲它不易燃的特點,理論上,帶上飛機應該不會有容量限制。
根据美国地质调查局的数据,目前全球已探明的锂资源储量合计超过5300万吨,锂储量约1447万吨。全球已探明锌资源储量约19亿吨,锌储量约2.3亿吨。因此,锌的价格要比锂更低廉。用来制成电池,以同一储电量作比较,锌电池成本会比锂電池低。
由于电动汽车对续航力要求高,锂電池能量密度较高,相信仍会在这个市场占优势。但考虑到锂電池的安全性、成本以及锂金属在地球上的储量等因素,他相信,锂電池未来不太可能独霸所有充电池市场。
锂電池由1996年开始在移动电话市场冒起,至今才不过20余年,在电动汽车市场的历史更短,所以锂的产量暂时未有问题。但随着部分国家限期要求汽车厂停产燃油车、全面转为生产纯电动汽车,可能引致锂产量不足和价格上升的问题。锌储量较多和成本较低,锌电池未来的前景值得看好,相信一定可以在充电池市场上占据席位。
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