機遇與挑戰：

• 一場電子設備的革命正悄悄來臨
• 電動汽車勢必成為將來的一個發展趨勢

市場數據：

• 鋰離子電池被廣泛應用於手機行業 
• 在不遠的將來，可樂就可以幫汽車行駛幾百公裏
• 未來幾年光伏產業的增長率至少是30％以上，市場前景廣闊

技ji術shu專zhuan家jia們men正zheng在zai絞jiao盡jin腦nao汁zhi用yong各ge種zhong各ge樣yang方fang法fa讓rang電dian池chi更geng新xin換huan代dai，一yi場chang電dian子zi設she備bei的de革ge命ming正zheng悄qiao悄qiao來lai臨lin。在zai不bu遠yuan的de將jiang來lai，可ke樂le就jiu可ke以yi幫bang汽qi車che行xing駛shi幾ji百bai公gong裏li。

如果你對電池的感覺還停留在手電筒裏圓柱形幹電池的印象中，那實在是太落伍了。從最早我們熟知的鉛酸電池到後來的鎳鎘電池
、鎳氫電池，再到如今手機裏清一色的鋰電池
，以及研發與實用並重的太陽能電池、燃料電池，結合人們的需要和當前的實際困難，各類電池正在發展中形成並體現著各自的特色

，最大程度地展現了科技

、實用等優點。

手機電池——風生水起

隨著3Gyewuzaiguoneidequanmiankaizhan，shoujidegongnengyijidafengfu。rujinzhiyueshoujishiyongdepingjingyijingbushishoujijishu，ershishoujidianchi。ruhezaigengyouxiandekongjianlitigaodianchidenengliang，manzurenmenduigezhongshoujigongnenggengchangjiudeshiyong，chengweiledangwuzhiji。

現在普遍采用的手機電池是鋰離子電池和鎳氫電池
，前者幾乎覆蓋了中國和東亞、東南亞地區的所有手機電池，而後者在歐美地區還有少量的使用。鋰離子電池因為具有高工作電壓、小體積、無汙染、長循環壽命且無記憶效應等優點被廣泛應用於手機行業。

傳chuan統tong鋰li離li子zi電dian池chi正zheng負fu極ji分fen別bie是shi由you鋰li和he碳tan構gou成cheng
，被bei電dian解jie質zhi浸jin沒mei包bao裹guo，通tong過guo電dian極ji中zhong正zheng負fu電dian荷he的de流liu動dong提ti供gong電dian流liu。由you於yu鋰li離li子zi從cong一yi個ge電dian極ji抵di達da另ling一yi個ge電dian極ji需xu要yao一yi定ding的de時shi間jian，因yin此ci充chong放fang電dian都dou很hen緩huan慢man。尤you其qi是shi充chong電dian，一yi般ban需xu要yao好hao幾ji個ge小xiao時shi，因yin而er限xian製zhi了le人ren們men的de使shi用yong。

今年3月(yue)份(fen)，美(mei)國(guo)麻(ma)省(sheng)理(li)工(gong)學(xue)院(yuan)的(de)兩(liang)位(wei)科(ke)學(xue)家(jia)發(fa)明(ming)了(le)一(yi)種(zhong)超(chao)級(ji)鋰(li)電(dian)池(chi)，通(tong)過(guo)改(gai)變(bian)傳(chuan)統(tong)電(dian)極(ji)的(de)表(biao)麵(mian)結(jie)構(gou)，加(jia)速(su)了(le)鋰(li)離(li)子(zi)釋(shi)放(fang)和(he)吸(xi)收(shou)速(su)度(du)
，使(shi)之(zhi)比(bi)原(yuan)來(lai)有(you)了(le)100倍bei的de提ti升sheng。也ye就jiu是shi說shuo，幾ji秒miao內nei就jiu可ke以yi完wan成cheng我wo們men過guo去qu幾ji個ge小xiao時shi的de工gong作zuo。而er且qie
，這zhe兩liang位wei科ke學xue家jia所suo用yong的de生sheng產chan材cai料liao都dou是shi以yi前qian鋰li電dian池chi常chang用yong的de材cai料liao
，並bing沒mei有you新xin的de消xiao耗hao和he負fu擔dan，為wei將jiang來lai的de實shi際ji應ying用yong奠dian定ding了le良liang好hao的de基ji礎chu。

研發人員說:“以秒計算而不是以小時計算的充電和放電過程，使得這項新型的電池技術將開啟新的技術應用之門
，其中包括改變人們的生活方式。”該項研究結果已經發表於著名的《自然》雜誌上，並已獲2家公司授權，預計該項成果可在兩到三年內上市。
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汽車電池——電動汽車不是夢

suizheyoujiadechixuzougaoyijijienengjianpaichengweiwoguodeyixiangguoce，diandongqicheshibichengweijianglaideyigefazhanqushi，henduoqichegongsiyekaishizhongshidiandongqichedeyanfa。dandaomuqianweizhi，diandongqichehaizhishizai“概念汽車”的領域中，沒有得到實際應用。其主要原因，在於電動汽車的“電”——車載電池的容量、成本與安全性等問題。

電動汽車技術可分為純電動汽車(EV)、混合電動汽車(HEV)和燃料電池汽車技術(FCEV)三個技術流派。

現階段
，混合動力汽車優勢較大
，因為它對現有汽車技術的改進相對較少，可以起到很好的過渡作用。目前80％的混合動力汽車采用鎳氫動力電池，具有功率大、安全性好、循環利用率高


、成本低、技術成熟等優點。不過
，鎳氫電池容量有限，不利於汽車的長途運行。而鋰電池實現了大容量、高能量密度等特點
，已經被眾多汽車廠商所青睞。但其不足之處在於安全性和穩定性不夠理想，以及鋰作為貴金屬生產成本也比較高。

於是全球第一大鎳氫電池和鎳鎘電池生產商比亞迪推出了新型的“鐵電池”。它(ta)采(cai)用(yong)鐵(tie)代(dai)替(ti)鋰(li)，降(jiang)低(di)了(le)生(sheng)產(chan)成(cheng)本(ben)，但(dan)電(dian)池(chi)容(rong)量(liang)和(he)功(gong)率(lv)卻(que)與(yu)鋰(li)電(dian)池(chi)不(bu)相(xiang)上(shang)下(xia)。而(er)且(qie)它(ta)也(ye)大(da)大(da)提(ti)高(gao)了(le)電(dian)池(chi)的(de)穩(wen)定(ding)性(xing)，在(zai)燃(ran)燒(shao)和(he)碰(peng)撞(zhuang)中(zhong)不(bu)會(hui)發(fa)生(sheng)爆(bao)炸(zha)，因(yin)此(ci)被(bei)寄(ji)予(yu)厚(hou)望(wang)。據(ju)稱(cheng)
，搭(da)載(zai)了(le)鐵(tie)電(dian)池(chi)的(de)首(shou)輛(liang)比(bi)亞(ya)迪(di)F3DM雙模電動車已於今年3月份在深圳的公路上跑了起來。或許這將真正實現隻需插上電就可以跑汽車的夢想。

除了混合動力汽車外，燃料電池汽車是電動汽車的另一個重要方向。今年5月底，美國能源部出台政策，將撥款24億(yi)美(mei)元(yuan)補(bu)助(zhu)相(xiang)關(guan)企(qi)業(ye)以(yi)推(tui)動(dong)美(mei)國(guo)電(dian)動(dong)車(che)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)的(de)技(ji)術(shu)研(yan)發(fa)。燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)是(shi)將(jiang)所(suo)供(gong)燃(ran)料(liao)的(de)化(hua)學(xue)能(neng)直(zhi)接(jie)變(bian)換(huan)為(wei)電(dian)能(neng)的(de)一(yi)種(zhong)能(neng)量(liang)轉(zhuan)換(huan)裝(zhuang)置(zhi)
，也(ye)就(jiu)是(shi)說(shuo)，化(hua)學(xue)能(neng)僅(jin)僅(jin)通(tong)過(guo)一(yi)個(ge)步(bu)驟(zhou)就(jiu)變(bian)為(wei)電(dian)能(neng)，而(er)不(bu)是(shi)傳(chuan)統(tong)的(de)從(cong)化(hua)學(xue)能(neng)變(bian)為(wei)熱(re)能(neng)，又(you)從(cong)熱(re)能(neng)變(bian)為(wei)電(dian)能(neng)，因(yin)此(ci)能(neng)量(liang)轉(zhuan)換(huan)率(lv)高(gao)達(da)60％至80％。燃料電池具體原理是利用了水電解的逆反應
，與其說它是個電池
，倒不如說它是個“發電機”。隻zhi要yao通tong過guo連lian續xu地di供gong給gei燃ran料liao和he氧yang化hua劑ji
，即ji可ke反fan應ying獲huo得de連lian續xu電dian力li。當dang燃ran料liao耗hao盡jin時shi，隻zhi需xu重zhong新xin注zhu滿man燃ran料liao儲chu備bei庫ku即ji可ke。它ta的de燃ran料liao很hen多duo樣yang化hua，像xiang磷lin酸suan燃ran料liao電dian池chi、堿性燃料電池、質子交換膜燃料電池、固體氧化物燃料電池
、熔rong融rong碳tan酸suan鹽yan燃ran料liao電dian池chi及ji蓄xu熱re式shi燃ran料liao電dian池chi等deng許xu多duo類lei型xing。比bi如ru利li用yong甲jia醇chun作zuo為wei燃ran料liao，相xiang比bi於yu氫qing氣qi存cun儲chu更geng加jia方fang便bian安an全quan，而er相xiang比bi於yu鋰li離li子zi能neng量liang可ke提ti高gao10倍。另外
，科學家研製了一種新的過濾技術，安裝了上百個50微米大小的孔洞，可以將反應產生的二氧化碳等廢氣排到大氣中，清除反應副產品，進一步提高了效率。

今年2月yue份fen，索suo尼ni推tui出chu新xin款kuan燃ran料liao電dian池chi，融rong合he了le鋰li電dian池chi和he燃ran料liao電dian池chi
，實shi現xian了le成cheng本ben降jiang低di與yu持chi久jiu續xu航hang的de雙shuang重zhong目mu標biao。而er且qie還hai有you專zhuan門men的de智zhi能neng控kong製zhi芯xin片pian在zai電dian池chi工gong作zuo時shi切qie換huan燃ran料liao電dian池chi和he鋰li電dian池chi部bu分fen，從cong而er獲huo得de最zui高gao的de電dian池chi效xiao率lv。
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太陽能電池——環保持久

太陽能是太陽內部連續不斷的核聚變反應過程產生的能量
，是地球上最便捷、最直接的能源，不僅潔淨環保，而且取之不盡、用(yong)之(zhi)不(bu)竭(jie)。從(cong)某(mou)種(zhong)程(cheng)度(du)上(shang)說(shuo)

，我(wo)們(men)現(xian)在(zai)所(suo)使(shi)用(yong)的(de)所(suo)有(you)能(neng)源(yuan)其(qi)根(gen)源(yuan)都(dou)是(shi)太(tai)陽(yang)能(neng)

，而(er)我(wo)們(men)人(ren)類(lei)對(dui)太(tai)陽(yang)能(neng)的(de)利(li)用(yong)也(ye)有(you)上(shang)千(qian)年(nian)的(de)曆(li)史(shi)，發(fa)展(zhan)到(dao)今(jin)天(tian)已(yi)出(chu)現(xian)了(le)太(tai)陽(yang)能(neng)的(de)光(guang)熱(re)利(li)用(yong)、光電利用和光化學利用等多種形式。

太陽能電池種類很多，目前應用最多

、技術最成熟的是晶體矽太陽電池，目前占到市場份額的90％
，它的轉化效率也最高
，實驗室多晶矽太陽電池的一般效率已達到20.3％，工業上生產的多晶矽太陽電池的效率也可以達到13％－16％

，而且生產技術成熟，質量穩定，即便使用20年

，轉換效率相對於出廠時也僅僅下降20％。但由於多晶矽太陽電池的材料價格居高不下，加之工藝繁瑣
，限製了其大規模推廣應用的要求。

為了進一步提高效率，降低成本
，科學家采用了不同的材料和方法利用太陽能。2009年3月，澳大利亞莫納什大學(MonashUniversity)的研究人員研發出了聚合物太陽能電池——yikuanchaoborouxingtaiyangnengdianchi。zhezhongdianchiheyiyezhiyiyangbo
，nengsuiyiwanqu，feichangqingbianyiyuxiedaiyunshu。erqietabufentouming，keyianzhuangzaibolihechuanghushang，tuokuanleyingyongfanwei。yinweitanengpiaofuyushuimianshang，suoyijikeyifugaishuimianyoubuyingxiangzhengchangfadian。

而(er)美(mei)國(guo)特(te)拉(la)華(hua)大(da)學(xue)科(ke)研(yan)人(ren)員(yuan)瞄(miao)準(zhun)了(le)新(xin)型(xing)的(de)橫(heng)向(xiang)光(guang)學(xue)聚(ju)焦(jiao)係(xi)統(tong)。今(jin)年(nian)早(zao)些(xie)時(shi)候(hou)
，他(ta)們(men)宣(xuan)布(bu)最(zui)新(xin)研(yan)製(zhi)的(de)超(chao)高(gao)效(xiao)矽(gui)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)，在(zai)標(biao)準(zhun)的(de)陸(lu)地(di)日(ri)光(guang)條(tiao)件(jian)下(xia)，其(qi)太(tai)陽(yang)能(neng)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率(lv)高(gao)達(da)42.8％。相對於傳統太陽能電池，轉換效率高出約30％。該(gai)係(xi)統(tong)將(jiang)吸(xi)收(shou)到(dao)的(de)光(guang)束(shu)分(fen)配(pei)於(yu)不(bu)同(tong)的(de)感(gan)光(guang)材(cai)料(liao)，能(neng)覆(fu)蓋(gai)全(quan)部(bu)太(tai)陽(yang)光(guang)譜(pu)
，大(da)大(da)提(ti)高(gao)了(le)對(dui)太(tai)陽(yang)光(guang)的(de)利(li)用(yong)率(lv)。而(er)且(qie)
，該(gai)係(xi)統(tong)還(hai)有(you)一(yi)個(ge)靜(jing)止(zhi)的(de)寬(kuan)接(jie)收(shou)角(jiao)光(guang)學(xue)係(xi)統(tong)，可(ke)以(yi)接(jie)收(shou)更(geng)多(duo)的(de)太(tai)陽(yang)光(guang)。這(zhe)種(zhong)固(gu)定(ding)化(hua)而(er)不(bu)需(xu)要(yao)複(fu)雜(za)跟(gen)蹤(zong)裝(zhuang)置(zhi)的(de)設(she)備(bei)，使(shi)其(qi)更(geng)容(rong)易(yi)地(di)被(bei)安(an)裝(zhuang)於(yu)手(shou)提(ti)電(dian)腦(nao)等(deng)便(bian)攜(xie)設(she)備(bei)。

據預測，未來幾年光伏產業的增長率至少是30％以上，市場前景廣闊。

活的電池——生物技術完美體現

除了剛才提到的已產業化的鋰電池
、燃料電池和太陽能電池等新型電池，科研人員還在積極研發其他類型的電池。比如從生命當中汲取靈感，製備了“活的”生物電池。

在今年2月的“FCexpo2009國際氫·燃料電池展”上(shang)，索(suo)尼(ni)公(gong)司(si)展(zhan)示(shi)了(le)相(xiang)當(dang)前(qian)沿(yan)的(de)糖(tang)生(sheng)物(wu)電(dian)池(chi)。在(zai)現(xian)場(chang)演(yan)示(shi)中(zhong)
，隻(zhi)需(xu)注(zhu)入(ru)普(pu)通(tong)的(de)可(ke)樂(le)就(jiu)可(ke)以(yi)發(fa)電(dian)。這(zhe)種(zhong)電(dian)池(chi)是(shi)利(li)用(yong)酶(mei)分(fen)解(jie)葡(pu)萄(tao)糖(tang)
，提(ti)取(qu)電(dian)子(zi)和(he)氫(qing)離(li)子(zi)進(jin)行(xing)發(fa)電(dian)。

早在2007年，索尼公司就曾經發布了一款用葡萄糖(Glucose)做能量來源的生物電池
，它以酶為催化劑，從碳水化合物如葡萄糖中產生電力。在今年的新款中，單位體積功率密度提高了1倍
，從50mW/40cc提升為70mW/28cc
，以前4節電池才能驅動的Walkman揚聲器現在隻需3節即可。

這(zhe)種(zhong)電(dian)池(chi)更(geng)加(jia)環(huan)保(bao)
，產(chan)物(wu)是(shi)水(shui)
，而(er)且(qie)酶(mei)可(ke)以(yi)再(zai)生(sheng)
，降(jiang)低(di)了(le)價(jia)格(ge)。索(suo)尼(ni)公(gong)司(si)看(kan)準(zhun)了(le)生(sheng)物(wu)電(dian)池(chi)的(de)光(guang)明(ming)前(qian)景(jing)，準(zhun)備(bei)在(zai)續(xu)航(hang)能(neng)力(li)等(deng)方(fang)麵(mian)再(zai)加(jia)大(da)投(tou)入(ru)研(yan)發(fa)，一(yi)場(chang)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)的(de)革(ge)命(ming)正(zheng)悄(qiao)悄(qiao)來(lai)臨(lin)。或(huo)許(xu)將(jiang)來(lai)的(de)某(mou)一(yi)天(tian)，我(wo)們(men)手(shou)中(zhong)的(de)可(ke)樂(le)也(ye)可(ke)以(yi)幫(bang)助(zhu)自(zi)己(ji)的(de)汽(qi)車(che)行(xing)駛(shi)幾(ji)百(bai)公(gong)裏(li)。