有哪些新型電池離廣泛使用已經不遠了？

01-13

總是有新型電池的新聞，但哪些是真正快要投入量產的？

首先謝邀。第一次被邀，心情激動，試著來回答一下這個問題。

看到前面有人說超級電容器，確實超電現在逐漸被應用到動力電池上面了。我自己做一些超電方面的研究，不過做的很淺，所以試著說說超電。如有不對，歡迎指正。

超電相較於電池，穩定性高，壽命長，功率密度大，但是能量密度遠低於電池，所以現在把超電作輔助能源的比較多，超電與電池配合著使用療效最好。現在還有很多針對hybrid supercapacitor的研究，目標是既具有電池的能量密度，又具有超電的功率密度，不過我覺得這種電池距離應用還有很長的路要走。畢竟超電和電池的原理就是不一樣的，超電基於物理作用，電池基於化學反應，物理作用不牽扯物質變化，電極材料和電解質的損耗自然小，穩定性當然好，整個裝置的壽命當然長；而化學反應總是伴隨著副反應和反應不完全以及外界溫度變化所帶來的影響等等，所以電池必然面臨穩定性差和壽命短的問題。但是化學反應所能存儲的能量要遠大於物理吸附電荷所形成的電場存儲的能量。所以，總是魚與熊掌不可兼得。如果不能解決能量密度低這個問題，超電是沒辦法單獨用作動力電源的。

上面幾位提到的寧波的超級電容器公交車，其實並不是什麼新鮮事了。德國RNV公司2013年就已經開始利用無線充電裝置在上下乘客的間隙為巴士充電。咱們寧波這個還是在利用充電樁充電。寧波這個還有一點被稱為節能，就是在制動和下坡時，可以把85%以上的剎車能量轉化成電能，由超級電容存儲再使用。其實快速充放電就是電容器最適合做的事情，所以十秒閃充對於電池可能很牛叉，但是對於超電，應該說是不足為奇。

關於超電可能扯得有點遠了。說回問題本身。距離廣泛應用不遠的新型電池。我第一個想到的就是液流電池。液流電池以前主要是用在電網削峰填谷，前兩天有則新聞報道了基於液流電池的電動汽車。「液流電池技術」――電動車領域的「工業革命」「電動車製造商NanoFlowcell已公開表示：得益於旗下「液流電池技術」的開發與運用，從而使得Quantino概念車有望於今年實現量產，並且這款概念車已經順利通過了量產前的全部測試。」「由於這款Quantino電動車所應用的「液流電池動力系統」可使續航里程超過1000公里，因此當Quantino概念車的亮相消息發布後則立即引起了業內人士的廣泛關注。」不過本人對液流的了解不深，拋磚引玉吧。

蘋果的全固態鋰離子電池專利應該是距離應用比較近的了。我自己做過全固態柔性超級電容，在很多方面上和全固態鋰離子電池是相通的。全固態鋰離子電池能解決電解液易燃不安全的問題，而且能夠提高能量密度，主要是電池會變薄，這對攜帶型設備非常重要。但是問題也很明顯，固態電解質的電導率要比液體電解質低幾個數量級，這會導致電池的內阻R很大，大電流下的iR降很大，最直接的表現就是難以實現快速充電。

Li-S和Li空氣電池，現在處於一個paper好發的狀態，大家來和和漿糊發發文章混個畢業是可以的，應用嘛，為時尚早。Al電池就更早了，別看nature發了，新聞鋪天蓋地，就是宣傳做得好（魯老師的學生別出來罵我我只是就事論事o(╯□╰)o）。

燃料電池我們組不做，我也不了解，就不亂說了。

再多說一句我自己的感覺，現在的全固態柔性超電和全固態柔性鋰電都是很有發展前景的，應用不用說，優點很明確，瓶頸也很清晰，如果能找到一個好的固態電解質，電導率一定得高，那麼這兩個方向將會發生質的飛躍。

國內的代表性研究工作請參見

中國科學院高能量密度鋰電池研究進展快報

鑒於版權，這裡貼出摘要部分

「鉛碳電池」

通過在鉛酸蓄電池負極加入碳材料，使其循環性能提高了3～4倍，充放電電流也有很明顯提升。

具體參見百度百科鉛炭電池_百度百科

目前南都、聖陽、西恩迪等公司的產品已基本成熟，處於產品的推廣階段，相信隨需求增加，成本會有很大的下降空間。

完全不敢苟同高票答案，準備隨手怒答一波，有反響就寫細點，沒人看就這樣。先說結論，下一個商業化的電池就是鋰硫電池，沒有其它。

超電？首先，這玩意是電池嗎？其次，廣泛應用？沒戲，特殊領域或者輔助應用或許可以。呵呵，好吧，你可以說我文人相輕。

柔性電池說白了就是聚合物鋰電的進階版，而聚合物電池早已商業化多年，大家的蘋果手機里用的就是聚合物電池，東莞新能源的產品。全固態電池電解質早已不是問題，電導率可以做到常溫下10E-3到10E-4西門子每平方厘米，已經可以媲美液態電解液，真正的瓶頸在於電池的組裝工藝，因為目前完全沒有辦法克服界面電阻，而這個問題在最近幾年內是無法解決的，除非出現新的技術。

燃料電池技術上早已經成熟，也早已經被應用在特殊領域，豐田本田的燃料電池汽車也面世好幾年了，豐田甚至不惜公開專利試圖推廣燃料電池，可惜啊可惜，燃料電池的問題在於成本太高，包括制氫成本，輸氫管道的成本，加氣站等基礎設施的成本和電池本身的成本。個人認為在光催化技術成熟以前（為了得到廉價氫氣），在所有的有關氫氣的基礎設施完善以前，燃料電池很難普遍使用。上面有人說鋰空是電池的終極，其實燃料電池才是終極（這裡的終極指的是原子級別的終極，未來肯定會發展到原子核級別），自己想想，一個是金屬鋰，一個是氫氣，哪一個能量密度高？人類離終極是如此之近。。

為什麼說下一個商業化的電池是鋰硫呢？已經被研究多年，有數以萬計的論文，存在的問題在學術界已經取得共識，爭議點在採取哪一種技術路線。最重要的是，2012年，我在與國內某一流軍事院校的博士閑聊中得知，他們課題組中已經有了一條鋰硫的生產線，產品在軍工上使用，下一步就是民用化，指日可待。

鈉電？南通正在投產一個水性鈉離子電池生產線，自己去搜恩力能源。而我個人並不看好鈉離子電池，中規中矩沒有什麼爆點。雖然鈉電現在火的燙手，多數是科學家們灌水來的。

最後重申一遍結論，下一個廣泛使用的電池是鋰硫電池。

「廣泛應用」和「不遠了」這兩個概念很模糊，所應用的方面也比較籠統，是作為移動終端電池，還是用作動力電池，還是固定式儲電裝置都沒有定義清楚，所以不太好回答。

如果是二次電池體系，現在離大規模應用最近的是全固態電池，比較遠的是高價離子電池，最終極的是鋰空氣電池。燃料電池的話，近兩年發展也很快，很多廠商已經開始嘗試商業化了，但是離大規模應用還有很長的路要走。最後還有一個液流電池，最近也取得不少科研成果，但主要應用於固定式大型儲能設施。對超級電容器不是很了解以不好發表評論，但目前主要還是作為大功率放電的輔助電源。

我就在寧波做超級電容器，就是前面有人提到的寧波超級電容器公交車用的。其實超級電容器應用已經很久了，只是近兩年才應用到公交車上。

目前超級電容器用於汽車動力方面，有的是做輔助電源，有的是做主動力電源，南車開發的這個公交車是用其作為主動力電源的。

前師爺的Nature工作，鋁離子電池

眾所周知，鋁是地殼最豐富的金屬元素，比鋰和鉛不知道高到哪裡去了。

於是他們組圍繞鋁離子設計了一種新型的電池體系：

電解質是常溫的離子液體；電極石墨材料的層間可以儲存三價鋁物種

整個體系成本不高、安全性好、充電快，而且性質穩定安全。

性能還是比不上鋰電，但是還有很大改進餘地。

已經試製了鋁離子電池驅動的小車，看起來很不錯

感覺很有前景

An ultrafast rechargeable aluminium-ion battery
Nature 520, 324–328 (16 April 2015)
doi:10.1038/nature14340

瀉藥，我現在做的方向是鋰硫電池

鋰硫電池在美國已經有實際應用的案例，SionPower公司在一架無人機上率先使用了鋰硫電池，晚上用鋰硫電池放電飛行，白天用太陽能電池供應充電以及飛行，連續飛行了17天。

英國和歐洲（因為最近紳士們鬧著要脫歐盟，就把他們分開說吧）也有公司聲稱開始批量生產軟包鋰硫電池，但是電池的性能（工作電壓，電量，功率等）都沒有說明，還是比較期待的。

美國斯坦福大學CuiYi教授在中國中科院講話中說，鋰硫電池應用於EV，也就是電動汽車上，應該在5——10年之後。

前幾天和一位領域內牛人聊天，說現在鋰硫電池國內已經有人進行工廠生產化了，具體情況和做出來電池的性能，只能說敬請期待了。

鋰空電池依舊在實驗室階段，畢竟如何保護鋰不和N2反應也是個難題。。。。。

上面有人談到釩電池的，我稍微知道一點點，拋磚引玉一下：釩電池的優勢是它很廉價，而且易維修，原料易取。但是缺點依舊很明顯，他的理論放電容量只有和鉛蓄電池相當。。。並且放電電壓不高，只有1.5V一下，說實話，並不是很看好，相對於鉛蓄電池來說可能質量是個優勢。

以上。

沒人說說飛輪電池嗎？美國電磁彈射器用的就是它。

謝邀第一次被邀滿臉激動本人做燃電的呃其實燃料電池本身離商業化還遠的很無論是甲醇還是氫氣燃料別說民用就是軍用都還很扯看到有人說鋰電黑大的剛老師說過如果鋰電在現在的水平實裝全地球的鋰也不夠中國一個國家用的這麼看來還是光電太陽能這些靠譜些可惜鄙人不太懂等大神吧以上

第一次被邀請臨表涕零對於鋰電來說固態電解電池吧其他概念的電池還不是很成熟或者因為其他問題局限性很大，其實有一個電池我挺感興趣的鈉離子電池不過還是很科幻啊啊啊

首先謝謝邀請。由於目前正在備戰研究生複試，沒有時間來好好回答一下這個問題，希望樓主見諒。弄完後必定前來討論該問題。

把不遠時間定義在2020年的話

在儲能方面：大規模儲能液流電池和鈉（鉀）電池，微網三元或磷酸鐵鋰電池代替鉛炭電池；

動力電池方面：高鎳NCM（或NCA）搭配硅碳負極，錳酸鋰（或磷酸錳鐵鋰）搭配高壓電解液，富鋰錳搭配硅碳負極和高壓電解液；

把不遠時間定義在2025年的話，燃料電池和全固態電池；

把不遠時間定義在2030年的話，（無pt）燃料電池和鋰空氣電池；

傳統的應該是軍工蓄電池http://jungongxcd.com

看看這個視頻講超級電容有軌電車的http://www.bilibili.com/video/av6223486 充電十秒鐘，行駛十公里

本人對超級電容、鉛酸電池、鋰電池、金屬空氣電池均有淺顯涉獵，個人比較看好金屬陽極（鋁鎂鋰）空氣電池的發展。超級電容充電速度優勢很明顯，但體積巨大的劣勢同樣顯著。在鉛酸電池基礎上改進的鉛碳電池、石墨烯電池（黑金電池），沒有化學原理的根本改變，最多是改善了大電流放電能力，能量密度仍不到鋰電池的三分之一。鋰電池是目前最理想的電源，但性能改進提升已接近瓶頸。金屬空氣電池比能量遠高於鋰電池，目前主要瓶頸是解決空氣電極功率密度低的問題。

首先謝邀^_^，我做的是釩液流電池，可能和大家印象當中的電池有點區別，大連化物所在這方面做得特別好，在國家倡導發展新能源的主流趨勢下，釩電池作為大規模儲能系統有很好的應用前景，但是目前亟待解決的問題還有很多，比如價格低廉的隔膜還有高性能的電極材料等等。

謝邀。個人認為，翻看元素周期表，能用於電化學儲能的體系是有限的。目前為止，攜帶型設備和電動汽車上大部分用的都是鋰離子電池，今後一段時間如果鋰離子電池正極材料的能量密度再提高一個檔次，負級材料的循環穩定性能做好，那鋰離子電池在未來相當長的時間裡還將佔主導地位。另外，目前超級電容器在電動汽車上應用已經很多了，功率密度很高，到能量密度不高，和鋰電池或者電網結合是個很好的思路，也有很多是這樣做的。像一些新型的電池，比如鈉離子電池，鋰硫電池，鋰氧氣電池，鈉電用於儲能還是有前途的，畢竟便宜，鋰硫電池和鋰氧電池目前還有很多問題，尤其是金屬鋰負級的安全性。

一些報告很多是基於實驗室條件的，應用於一些不計成本、量小的（如軍品）或者示範項目還有可能，大規模市場應用的目前應該還是沒有

一些新型的碳材料在電池，包括鉛酸電池，電容器等的使用