拯救手机续航！悉尼大学研发锌空气电池：储电量是锂离子电池5倍 |网友评论醉了拯救手机续航！悉尼大学研发锌空气电池：储电量是锂离子电池5倍 |网友评论醉了百闻神评论百家号科技永无止境，今天业内又发生了什么？广大网友对此怎么看？下面跟小编一起围观下各大网友对今天热议话题的评论吧！今天跟大家分享的话题是【拯救手机续航！悉尼大学研发锌空气电池：储电量是锂离子电池5倍】，新闻一经爆出，就引来各界围观，分分钟上了热门头条。一时之间多家媒体纷纷发表、转载，如网易、新浪、腾讯等均有报道，大家可直接在百度中搜索该话题查看。新闻简介：【拯救手机续航！悉尼大学研发锌空气电池：储电量是锂离子电池5倍】据了解，锌空气电池之前使用昂贵金属如铂和氧化铱作为催化剂，所以其应用范围被限制在很小一部分的电子设备中，例如助听器和铁路信号系统等。锌空气电池属于金属空气电池的一种，它通过锌在空气中氧化来产生电能，与传统的锂离子电池相比，它具有储电量大、安全环保、成本更低的特点。而锌空气电池采用的锌金属本身资源储藏丰富，而且不会像锂离子电池一样容易短路，储电能力是锂离子电池的五倍。悉尼大学工程科技系的Yuan Chen教授说，“我们正在着手解决一些基础的科技问题，希望为我们的社会开发出可持续的金属空气电池。”对于这一头条，网友们纷纷赶来围观，并发表自己的观点。@褐色的迷梦 网友说：永远还有十年才能商用。 网友@笨蛋 说：年年有新技术，推陈出新！很好！ 也有网友@拉娜 表示：锌空气电池是一次电池，不能充电的。对于这几位的观点，你的想法是什么？自古回复出大神，不只这些，还有众多网友纷纷表示：@艾伦多 : 首先想到的是，它不能用于防水功能手机上，比如最新版的galexy和新版的iphone，因为防水型手机需要密封的外壳，而密封的外壳隔绝了足够的空气与电池，需要空气的电池无法工作。其次想到，陈欧这回输了，想让别人吃口翔真的这么难。@Yram : 锌空气电池几十年前就有了。只不过那个时候技术落后不成气候而已。如果是七零后以前的人一定见过手摇磁石电话机边上有两个带接线柱的，有矿泉水瓶子那么大的电池，那个就是锌空气电池。可惜那个时候科技不行农村还用牛车呢。美国也没有发明手机呢@呆呆傻傻沫沫女 : 锌空气电池早就有，能量密度也很高，但以前一般是回收再生，可充电的不好做。理论上铝空气电池能量密度最好，成本最低，但更难做，实验室里都离理论值差很远。@栤葑吢 : 天天说开发了这个电池那个电池，个个比锂电池流弊，但没见过手机上有新电池装备网友智慧无穷尽，我们再看看以下几条：@马格兹 : 从锌的电子排布上看出，最外层可以失去两个电子，能量密度高。但外层电子电势能较低，所以锌铝电池的电压都很低，而且锌铝容易形成致密氧化膜，阻止内部继续反应。解决了这些问题，基本上锂电就可以退休了。但几乎不可能。@艾蕊尔 : 量产，经过5年以上使用，才算初步成功@Quaylin : 化学电池性能超过锂电池的可以说没有，锂电池电压最高，质量也轻，锌的化学电池才1.5伏特，锂电池一次性电池能做到3伏特，充电电池3.7伏特，同样电量密度也要两节多才能打败锂电池@茈妞骚 : 首先我肯定信现在有那种超级电池的，早晚的看谍战的窃听定位装备就知道了，那些东西都能运行几年没问题，不过那种实验室产品无法量产，就跟机械手表一样，先进的还都是手工制作@拜拜肉说拜拜 : 珠海至力不错，但不是全球唯一，并且只能放电不能充电。@拼命菇涼 : 天天这个电池，那个电池。除我手机电池越来越不禁用怎么样，这个话题还感兴趣吗，看完这些你的心情还平静吗？欢迎持续关注哦！本文仅代表作者观点，不代表百度立场。系作者授权百家号发表，未经许可不得转载。百闻神评论百家号最近更新：简介:每日热点新闻精彩评论汇聚作者最新文章相关文章当前位置：> >
锌空气电池和下一代硅锂电池研究应用
核心提示：大家好，很荣幸能有机会到工业界的论坛来讲一下学术方面的问题，今天我首先第一个讲一下我们在锌空气电池方面的技术和产业化方面的问题。第二个，我们做了很多硅基锂离子电池的应用和研究，所以今天也跟大家讲一下这方面的研究。我原来是在加州大学上的博士，2008...
近日，加拿大滑铁卢大学锌空气电池第一人陈忠伟博士发表了题为《锌空气电池和下一代硅锂电池研究应用》的演讲报告，以下是演讲报告实录：
大家好，很荣幸能有机会到工业界的论坛来讲一下学术方面的问题，今天我首先第一个讲一下我们在锌空气电池方面的技术和产业化方面的问题。第二个，我们做了很多硅基锂离子电池的应用和研究，所以今天也跟大家讲一下这方面的研究。
我原来是在加州大学上的博士，2008年之后到了滑铁卢大学担任教授职位，滑铁卢是在加拿大的滑铁卢，滑铁卢离多伦多一个小时车程，离纽约七八百公里，到芝加哥也非常近。滑铁卢大学在西方是一个比较年轻的大学，它是1957年建校。这个大学建校有两个特色，第一个特色，它的本科教育是要五年完成的，本科生有两年必须在企业或者科研院所进行实习才能拿到学士学位，所以毕业生最大的好处是企业非常喜欢，因为他知道企业需要什么。
然后滑铁卢还有一个非常特别的地方，就是我们的专利权它是属于教授跟科研人员的，学校不参与专利的争夺权，完全属于教授。正因为这个政策，导致了滑铁卢其实是加拿大的高科技三角区，有几百家高科技创业公司在那里。特别有一个东西大家都知道，黑莓手机，其实是由滑铁卢的一个本科生创办起来的，曾经辉煌过，现在不怎么样了，但是他那个创业氛围还是非常重的。
我是属于化学工程跟机械工程的教授，我们其实是加拿大最大的工程学院，也是北美最大的工程学院之一。我还是属于纳米工程学院的教授，我们是北美第一个有本科纳米工程的学校，这个楼是我们那个黑莓校友花了1.6亿美元捐助建的，里面有最先进的纳米技术，纳米材料的表征设备，对我们电池材料的研究帮助也非常大。
我的课题组主要是做高能材料，高能材料你看这图上面，能源材料有三个方面的应用，第一个应用是燃料电池，我在美国加州读博士的时候我是做燃料电池的，然后2008年加入滑铁卢大学之后，我们同时开始做锂电池，包括锂离子电池，还有钠离子电池，同时还做了锌空气电池的研究。
这是我们在滑铁卢的团队，40个人左右，我们锂电池主要是跟通用汽车公司合作。主要是跟巴拉德公司合作，其他的一些包括美国能源部的项目，现在我们有两个正在做。
今天首先讲一下锌空气电池我们最新的进展。这个能源非常重要，大家都知道，特别是锂电池。主要的应用是集中在这几个方面，第一个方面就是交通，还有一个更大的市场现在正在展开，就是新能源的储备，比如风能、太阳能，还有跟国家电网连在一起的大规模储能，这是必须解决的问题，因为我们要把垃圾电变成优质电，必须有大规模的电能储备。还有可穿戴式电源。
谈到电池技术的话，有几个参数是比较重要的，左上角是能量密度，右上角是功率密度，左下角是寿命，右下角，最重要的一个，是成本。这四个参数决定了你这个电池能够适应什么样的市场，能不能占领市场。在现阶段的话，特别是电动汽车的推广方面，还有手机电池，笔记本电脑电池这方面，对能量密度的要求显得尤为重要，比功率密度更重要。
所以现在许多学术界主要的研究就是怎么进一步提高它的能量密度，这是首要任务。在提到能量密度的同时，你必须让这个电池有足够长的寿命，这是非常关键的。然后还有成本，这几个因素基本上缺一不可。
提到能源非常重要，我们就来谈一下为什么我们当初选择了锌空气电池，锌空电池，金属空气电池，现在主要有两个研究方向，一个就是锌空电池，还有很多学术界集中在锂空电池的研究上。为什么大家锌空电池和锂空电池很兴趣呢？因为它的能量密度比较高。正因为能量密度特别高，所以特别关注，大家都认为这是下一代的电池技术。
我们看一下七年前，2009年的时候，我开始做金属空气电池，我们做了一个分析，为什么需要做锌空呢，看这个表格，我们有不同的金属包括氢气，这些能量密度都非常高。但是比如像煤铝，还有铁，由于它的化学特性，决定了它不可能，就排除掉了。就剩下锌跟锂，如果比较它的体积能量密度，锌比较高，它们各有优缺点。所以基于这个考虑，我们当时想觉得锌也是很好的。
比较锂空跟锌空，锌空更加趋向于现实，因为市场上注氢，纽扣电池都是用锌空电池，它能量密度高，但是这个是一次性技术，它是锂离子的两到三倍可以做到。也就是说在市场上已经可行，只是不能充放。还有比较锂电池？它活性比较高，你用的时候会增加材料上的许多麻烦，这是很难克服的。正因为由于这个，我们当初决定做而不是锂空电池。
我们总结一下锌空电池电池的优势，第一，它能量密度比较高，理论上是五倍，现在市场上可以做到两到三倍一次性的话。还有其鲁教授提到，铅酸电池污染非常大，但是锌空电池基本上没有什么污染，它对环境非常友好。而且没有危险，用水箱电解，这是它的一个很大优势。
还有就是材料非常便宜，跟锂比。还有锌的全球储量是非常大的，即使以后大规模应用的时候，它价格不会波动。
接下来看一下锌空，既然这么好，看一下工作机理，现在所有的电化学能源都是非常简单的，锌空是燃料电池跟电池的结合体，它的工作机理很简单，现在这个是放电，放电的反应是什么反应呢？我们叫它氧还原反应，它是放电的状态，氧气变成水，这是放电。当然了，还有充电，点就是把它倒过来，倒过来就是变成氧气跟水，提供电，这就是充电。氧气反应跟传统的是不一样的，这个氧气反应是非常缓慢的反应，我们为了加速它的反应，就必须有一种很好的催化剂来提升它反应的速度，提高它的效率。所以锌空电池的第一个挑战，可充放，你必须寻找或者发明一种活性非常高，又非常稳定的催化剂，能够让这个反应尽快地进行。
也就是锌空电池的第一个挑战，我们必须解决的问题，就是氧气电解催化剂怎么解决？锌空充放过程中，它氧气反应，比如充电的时候电位比较高，但是催化剂中往往有许多碳，容易发生腐蚀，锌空的可充放电池一直没有实现的其中一个原因，这个问题必须解决。
还有一个更大的问题，是锌资金的问题。基于这两个问题，根据我们自身的研究，我们设计了一种新型的氧气催化剂，来适合于反应的进行，我们设计这个氧化剂是处于纳米工程的考虑，我们在2010年的时候，成功地开发了双功能催化剂，它是怎么做的呢？我们先做成金属氧化物的半搀杂的纳米化，这个催化剂的好处，由于这两种材料的有机结合，你能够显示很高的活性，它的氧催化活性比铂还高。在充电的时候它的活性和稳定性也非常高。
看一下我们的结果，我们发展出来的催化剂非常稳定，而且性能也很好。比较一下蓝色和红色，蓝线是铂，铂是白金催化剂，白金催化剂初始的催化性能不错，但是它的稳定性能差。还有一种稀有金属它的稳定性也不行，我们这种催化性稳定性很好，活性也很好。
然后看一下电池的充放，左下图是三千个循环，基本上没有什么衰退。看一下右上图，是一千小时，基本上也没有什么变化。有这个结果之后，当时我们就认为，我们基本上第一次解决了双功能催化剂在锌空电池上的应用，所以这个问题解决了。
所以接下来的问题，我们同时做三维电极结构的催化剂，这个也非常稳定，这是我们正在开发的。
还有就是第二个最大的挑战，是锌资金，怎么解决它的问题呢？把锌电极做成多孔电极，为什么做成多孔电极呢？两个原因，一个我们做成多孔电极之后，因为它的比表面积高，它的能量密度会很高。第二个，形成这些孔之后，我们希望锌资金不要一下跑到表面上来，把电池穿刺了，往孔里长。所以这个方法初始阶段是比较有效的，但是这个方法还是没有解决锌资金的问题。
责任编辑：huangsilin
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锌空气电池以原材料常见和能量密度高有着诱人的应用前景，但充电困难一直桎梏着其发展。如今，科研人员研制出高性能和低成本催化剂，将打破这一瓶颈，使锌空气电池具有优异的充电性能，扩大其应用范围。上述研究于当地时间8月14日发表在国际学术杂志《先进材料》（Advanced Materials）。科研人员来自澳大利亚悉尼大学和新加坡南洋理工大学的科研团队。该论文的通讯作者悉尼大学化学和分子工程学院的教授陈元称，“迄今为止，可充电的锌空气电池所用的都是昂贵的贵金属催化剂，比如铂和氧化铱制成。相比之下，我们的方法生产出的是一系列高性能和低成本的催化剂。”可充电锌空气电池
来自悉尼大学官网锌空气电池是金属空气电池的一种，是以空气中的氧为正极活性物质，金属锌为负极活性物质，碱性溶液为电解液，将化学能转变为电能的装置。因为锌是自然界中资源分布较广的金属元素，所以其在电极材料的成本上要远低于锂离子电池。此外，悉尼大学的新闻稿称，锌空气电池可以储存更多的能量，理论上其储电量是锂离子电池的5倍。更重要的是，锌空气电池也更安全、更环保。锂离子电池很轻便，供电效率高，但其含有增压的、可燃的材料，一旦内部发生短路，就会产生非常严重的后果。据外媒报道，锂离子电池被证明是三星Galaxy Note 7智能手机去年爆炸起火的元凶。三星后来调查发现，其手机电池供应商Samsung SDI和ATL的锂离子电池都存在缺陷，这种缺陷会导致内部短路，从而引起爆炸起火。不过，充满很好应用前景的锌空气电池由于充电困难，目前仅用在助听器、某些摄像机，以及铁路运信号装置上。所以，陈元等人的科研团队制作了包含常见的铁、钴、镍等元素的金属氧化物。这些新催化剂是通过同时控制下列成分制备的：组成、尺寸和富含金属的金属氧化物如铁、钴和镍的结晶度。最终该团队所研制出无定形双金属氧化物-石墨烯复合物可作为可充电锌空气电池的双功能氧化电化学催化剂。该论文的第一作者悉尼大学信息技术与工程学院的博士李伟称，用新型催化剂开发的锌空气电池的试验证明其具有优异的可在充电性能。研究人员通过120小时对这种新型锌空电池进行60次充放电循环，发现电芯仅损失不到10%的效力。陈元表示，“为了我们的社会实现更加可持续的金属空气电池，我们正在解决相关技术挑战。”
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电池之争 锌空气电池比锂电池强在哪儿
锂电池的缺陷，恰恰可以由锌空气电池来弥补。如今有相关部门在研发中，车辆能够根据实际路况和车速，灵活采用不同的电池组合加以应对。
日前，工信部批复了《电动汽车用锌空气电池行业标准》，其中对锌空气电池的要求、试验方法等诸多方面均作了明确规定，最终标准则有望于11月正式出炉。早在去年6月，由电动车辆分标委组织起草的汽车行业标准《电动汽车用锌空气电池》，就已完成征求意见稿。而在经过了一年多对锌空气电池标准的继续深入研究和完善之后，此次批复无疑宣布锌空气电池在电动汽车领域的规范化应用，进入到了最后的读秒阶段。以氢氧为“食”绿色安全从2011年国内首辆锌空气电动公交车正式下线，到2012年在武汉实现规模化量产，再到如今首个行业标准即将正式实施，短短三年时间，锌空气电池可谓实现了三级跳，一下从人们的认知边缘走向了新能源汽车的实用前沿。不过，不少人对锌空气电池的概念还是感到陌生。所谓锌空气电池(zincairbattery)，又称锌氧电池，主要是利用活性炭吸附空气中的氧或纯氧，来作为正极活性物质；而以锌作为负极，以氯化铵或苛性碱溶液作为为电解质的一种原电池。事实上，锌空气电池的发明已有100多年的历史，最早是应用于铁路信号灯等电源之上。与传统电池相比，锌空气电池最大的特点就是绿色环保。由于电池工作过程中，负极上的锌仅与电解液中的OH-和空气中的氧气相接触而发生化学反应，所以在整个放电过程中，并不会产生任何污染大气的物质。此外，锌空气电池还以能量密度著称，其每公斤发电量能够达到0.3KWH，较锂电池高出一倍。也就是说，虽然重量只有锂电池的一半，但锌空气电池的续航里程却是锂电池的两倍之多，且蓄电量的增大，也不会使锌空气电池更易爆炸。而由于仅使用空气中的氧及价格相对低廉的锌，锌空气电池的成本也降了下来，据悉其量产后的售价仅为锂电池的1/3。以国内首个锌空气电动公交车为例，每充一次电大概可行驶约300公里，最高时速可达每小时80公里。因此有业内人士认为，锌空气电池可以被称为真正意义上的可循环使用的、清洁无污染的化学电源。“一次性”和“动力低”成硬伤如此绿色、高效、安全、低价的锌空气电池，为何迟迟没有在市场上露面呢？按理说，早在100多年前就已出现的锌空气电池，即便是当时技术不达标，但只要研发能够得以延续，应该不会被后来的铅酸电池、镍铬电池，亦或现在的锂电池所取代。之所以出现如今锂电池一统天下的局面，锌空气电池确实有着自己的硬伤。而这一致命缺陷就是不可充电，即锌空气电池属于一次性电池。虽然也有企业研发过可充放的锌电池，但极为有限的充放电次数，与其他电池相比，显然满足不了市场需求。不少业内专家表示，如今人们提到的锌空气电池并不是真正意义上的充电电池，而是需要定期更换材料(锌)才能维持运行。就像传统燃油车需要加油一样，一旦不能提供原料锌，就不能实现连续工作，储能、放电也就无从谈起。除了空气和金属锌，锌空气电池还需要其他微量元素参与化学反应，而这些微量元素的价格也都不低。因此虽然原料的价格是省下了，但从电池组投入应用的整体产出来看，锌空气电池的性价比并没有想象中的那么高。虽然在诸多种类的金属空气电池中，只有锌空气电池得到实用，但动力技术上的瓶颈一直制约着其真正投入实际应用，比功率是其中之一。实际上，“比功率”就是用来衡量一辆车瞬间爆发力的。据悉，锌空气电池的比功率很低，最高时速只能达到80公里，连完成加速和爬坡等动作都比较吃力，更谈不上规模化应用于轿车上了。这也就是长久以来，人们为何只会在助听器等小型器件中看到锌空气电池身影的原因。电池“混用”或是良策那么，是不是锌空气电池即便规模化投产，也不会有太大用武之地呢？虽然目前新能源汽车主要的动力源(600405)还是由锂电池把控，但续航能力差、充电时间长等缺陷，一直都是消费者吐槽的焦点。新能源车充电要十几甚至二十几个小时，充满电后跑不长，无法让用车者满意。而锂电池的缺陷，恰恰可以由锌空气电池来弥补。据悉，如今有相关部门在研发中，车辆能够根据实际路况和车速，灵活采用不同的电池组合加以应对。如果车辆以30至40公里每小时的速度行驶在路况较好的路面时，就使用锌空气电池；而碰到爬坡上坎的路面时，就切换到锂电池提供电力。毫无疑问，在如今政府新一轮新能源汽车优惠政策的影响下，新能源车的普及也只是时间问题。而与之应用息息相关的电池行业，其发展也会随之相应提速。以锂电池为代表的特斯拉，已开始准备以石墨烯为材料进行供电研发。时下已走入正轨的锌空气电池，从突破技术瓶颈到规模化应用也会在不久的将来成为现实。