產(chǎn)品詳情
ROCKET火箭蓄電池主要應(yīng)用和關(guān)鍵優(yōu)點(diǎn)
－UPS應(yīng)用
－應(yīng)急照明
－信號(hào)
－安全及報(bào)警系統(tǒng)
－輕型牽引應(yīng)用
－野營(yíng)和帆船
☆12V整體式電池
☆為15分鐘到20小時(shí)放電而進(jìn)行的優(yōu)化設(shè)計(jì)
☆10年的設(shè)計(jì)壽命
☆便于安裝在電池柜或電池架上
☆無(wú)溢出
☆FOV級(jí)阻燃塑料外殼
☆VRLA AGM電池技術(shù)和內(nèi)部氣體在復(fù)合效率達(dá)99%
☆免維護(hù)無(wú)需加水
☆對(duì)于航空/海洋/鐵路/公路運(yùn)輸均無(wú)危害
☆100%可循環(huán)使用
火箭蓄電池12V常用型號(hào)參數(shù)：
型號(hào) 電壓(V) 容量(AH) 外形尺寸（MM） 重量(KG)
ES7-12 12 7 151 64 94 2.3
ES12-12 12 12 151 98 94 3.6
ESH 30-12 12 30 192 132 170 9.3
ESH 40-12 12 40 197 165 170 12.8
ESH 65-15 12 60 325 166 174 20.9
ES80H-12 12 80 332 174 229 24.7
ES100H-12 12 100 332 174 229 28.7
ESH 100-12 12 100 443 167 204 32.0
ESH 120-12 12 120 550 167 204 40.0
ESH 130-12 12 130 550 167 204 40.0
ESH 150-12 12 150 520 269 203 50.0
ESH 200-12 12 200 520 269 203 60.0
ROCKET火箭蓄電池主要性能:
●采用獨(dú)特的多元合金配方、利用進(jìn)口鋳片設(shè)備和自主研發(fā)的板柵模具、通過(guò)嚴(yán)格的溫度控制,板柵不僅厚度、重量均勻性好、浮充壽命長(zhǎng)、自放電低。
●采用進(jìn)口全自動(dòng)電腦控制鉛粉機(jī),以嚴(yán)格的自動(dòng)控制程序保證鉛粉氧化度、顆粒的均勻性、穩(wěn)定性,同時(shí)更與電池大電流放電特征相適應(yīng)。
●鉛膏是電池技術(shù)的核心。獨(dú)特鉛膏配方更好的滿(mǎn)足了高功率深循環(huán)放電等多種性能需求,適用于浮充等領(lǐng)域,同時(shí)全自動(dòng)的和膏系統(tǒng)及溫度控制保證了鉛膏的特性及穩(wěn)定性。
●利用自主研發(fā)的技術(shù)改造進(jìn)口涂片機(jī),從而使得極板更均勻更適用于UPS電池極板的要求。
●采用高溫高濕固化技術(shù)、溫濕自動(dòng)控制技術(shù),通過(guò)精確的風(fēng)向及流量設(shè)計(jì),OTP電池不僅在最大限度上保證了極板固化的效果,而且保證了每個(gè)點(diǎn)極板的均勻性,電池壽命比常規(guī)固化明顯提高。
●采用定量加酸工藝,加酸精度達(dá)到0.1ml,充分保證了電池各單位之間及電池之間的均勻性。
同時(shí),電解液的獨(dú)特配方增強(qiáng)了電池的深循環(huán)能力。又因?yàn)椴捎眠M(jìn)口的環(huán)氧膠,端頭片及0型圖進(jìn)行組裝,使電池更可靠。
●出廠前必須經(jīng)過(guò)的多個(gè)充放電循環(huán),使得OTP電池更加均勻、更可靠。同時(shí),100%的內(nèi)阻,開(kāi)閉路、密合度檢測(cè),進(jìn)一步保證了出廠電池的品質(zhì)。
一、目前UPS蓄電池的市場(chǎng)狀況
蓄電池生產(chǎn)屬重污染行業(yè)，其主要原材料是鉛和硫酸，生產(chǎn)過(guò)程會(huì)對(duì)從業(yè)人員和環(huán)境造成危害，全世界各國(guó)對(duì)這樣的產(chǎn)業(yè)有嚴(yán)格的限制，甚至西方一些發(fā)達(dá)國(guó)家根本不允許在本國(guó)生產(chǎn)，將其市場(chǎng)基地建立在經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)的國(guó)家和地區(qū)。我國(guó)對(duì)蓄電池的生產(chǎn)同樣也有相應(yīng)的法律法規(guī)和嚴(yán)格的環(huán)保要求以及勞動(dòng)保障要求。
國(guó)內(nèi)蓄電池生產(chǎn)廠家眾多，品牌也超過(guò)一千個(gè)，除了進(jìn)口品牌如松下、大力神、湯淺等這些國(guó)際性大品牌之外，大部分是國(guó)產(chǎn)品牌和一些不知名的美國(guó)品牌、香港品牌、臺(tái)灣品牌等等，所有這些產(chǎn)品全部在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)，由于它們所采用的原材料等級(jí)、配方、工藝、質(zhì)量管理各異，企業(yè)規(guī)模大小不一，因此造成產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊。筆者參觀了許多正規(guī)的蓄電池生產(chǎn)廠家，其生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)設(shè)備、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝流程、質(zhì)量管理、原材料采購(gòu)、工人素質(zhì)等差異較大，因而它們生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品也各不相同。
大部分國(guó)際和國(guó)內(nèi)的知名品牌蓄電池的質(zhì)量都是可以信賴(lài)的，只有一些小規(guī)模的蓄電池生產(chǎn)廠家為了降低成本而偷工減料、以次充好，造成質(zhì)量不穩(wěn)定。由于蓄電池全部采用塑殼封裝，用戶(hù)無(wú)法直接看到其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和采用的原材料，其次大部分用戶(hù)不具備蓄電池檢測(cè)的設(shè)備和手段，因此只能從外觀上加以鑒別，由此給了一些不法廠商生產(chǎn)冒牌品牌和偽劣蓄電池以可乘之機(jī)，雖然各大品牌具備一定的防偽手段和市場(chǎng)監(jiān)督手段，但是這些不法廠商仍然能夠制造出可以亂真的產(chǎn)品，由此給用戶(hù)的選擇造成很大的困難。
二、目前UPS蓄電池的使用和維護(hù)狀況
一般蓄電池設(shè)計(jì)壽命普遍為5年，然而有的蓄電池可以使用6－7年，而有的使用1年左右就開(kāi)始出現(xiàn)問(wèn)題。其主要是因?yàn)楫a(chǎn)品質(zhì)量和日常使用維護(hù)造成的，因此蓄電池的選擇和維護(hù)對(duì)其的使用壽命尤為重要。
UPS蓄電池的維護(hù)與一般低壓系統(tǒng)蓄電池的維護(hù)類(lèi)似，當(dāng)引進(jìn)新電池時(shí)，要求工程驗(yàn)收，進(jìn)行深度放電；當(dāng)新電池投入使用后，要求保持適宜的電池工作環(huán)境溫度，要求定期測(cè)量各電池端電壓，當(dāng)各電池壓差過(guò)大時(shí)，要進(jìn)行均充，要求定期對(duì)電池進(jìn)行試探性容量試驗(yàn)或深度放電，以便檢查電池組的性能優(yōu)劣以及保持電池的活性。
但是實(shí)際運(yùn)用中，由于各種條件的限制，UPS蓄電池的維護(hù)很少有人完全按照上面所述進(jìn)行，首先新電池驗(yàn)收，由于時(shí)間長(zhǎng)，又無(wú)方便工具可供利用，有相當(dāng)多的人根本沒(méi)有做這一工作即將電池投入使用，據(jù)統(tǒng)計(jì)，在中國(guó)大陸約有95%以上的UPS電池缺乏必要的維護(hù)，這為日后UPS供電故障埋下隱患；其次，新電池投入使用后，由于一般UPS電池是裝在柜子里，測(cè)量、脫離都不方便，很少測(cè)量端電壓，定期深度放電更是無(wú)從進(jìn)行；依現(xiàn)有條件（98%以上的UPS電池沒(méi)有安裝監(jiān)控設(shè)備），廣大維護(hù)人員所能進(jìn)行的只有每隔一段時(shí)間，關(guān)閉市電讓UPS電池對(duì)實(shí)際系統(tǒng)放電一段時(shí)間，充其量只是讓電池組活化一下，以保持電池的活性，而對(duì)于電池的性能優(yōu)劣及各節(jié)電池的剩余容量等重要數(shù)據(jù)還是無(wú)從知曉。
三、UPS蓄電池維護(hù)的必要性
在一個(gè)不間斷電源（UPS）系統(tǒng)中，可以說(shuō)蓄電池是這個(gè)系統(tǒng)的支柱，沒(méi)有電池的UPS只能稱(chēng)作穩(wěn)壓穩(wěn)頻（CVCF）電源。UPS所以能夠?qū)崿F(xiàn)不間斷供電，就是因?yàn)橛辛诵铍姵?，在市電異常時(shí)，逆變器直接將蓄電池的化學(xué)能變成交流電能輸送出去，使用電設(shè)備得以連續(xù)運(yùn)行下去。
目前，中小型UPS電源中廣泛使用的免維護(hù)密封鉛酸蓄電池，超過(guò)UPS電源總成本的50％，有資料顯示，UPS的生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)比較成熟，約有50%以上的UPS電源故障與UPS蓄電池有關(guān)。目前我國(guó)電力供給情況日趨完善，特別是城市，很少發(fā)生長(zhǎng)時(shí)間停電現(xiàn)象，而且很多重要部門(mén)采用雙路供電和柴油發(fā)電機(jī)，確保了電力的供應(yīng)，這就使得人們放松了對(duì)UPS蓄電池的日常維護(hù)，大部分UPS蓄電池由于平時(shí)缺乏有效的維護(hù)，根本不清楚自己系統(tǒng)UPS蓄電池的健康狀況，從而造成一旦長(zhǎng)時(shí)間停電而無(wú)法按設(shè)計(jì)延時(shí)進(jìn)行工作。另外一方面，用戶(hù)的負(fù)載在不斷地增加，功率密度越來(lái)越集中，從而UPS的負(fù)荷也相應(yīng)地增加，蓄電池延時(shí)不夠的問(wèn)題就愈將突出。
UPS蓄電池的失效主要表現(xiàn)為端電壓不夠、容量不足或瞬間放電電流不滿(mǎn)足帶載啟動(dòng)要求等。在使用不間斷電源系統(tǒng)的過(guò)程中，人們往往片面地認(rèn)為蓄電池是免維護(hù)的而不加重視。由此可見(jiàn)，加強(qiáng)對(duì)UPS電池的正確使用與維護(hù)，對(duì)延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命，降低UPS系統(tǒng)故障率，有著越來(lái)越重要的意義。
四、傳統(tǒng)的UPS蓄電池測(cè)試維護(hù)手段
一般UPS電源對(duì)電池的要求：滿(mǎn)足一定的端電壓；電池應(yīng)具有在啟動(dòng)放電瞬間就能輸出大電流的特性；滿(mǎn)足一定的容量，以保證逆變供電的時(shí)間。
1、萬(wàn)用表測(cè)量電池的端電壓
實(shí)踐證明，用萬(wàn)用表測(cè)量UPS電池的浮充端電壓是無(wú)法判定舊電池是否已經(jīng)失效。所以一般要離線(xiàn)或在線(xiàn)測(cè)量電池的端電壓，被測(cè)電池的端電壓為12V左右（對(duì)12V電池而言），最低不能低于10.5V。不足10.5V的電池即為欠壓或已經(jīng)失效的電池。若這種電池在經(jīng)過(guò)充電或激活充電后端電壓仍達(dá)不到12V，即為失效電池。
2、測(cè)試UPS電池是否具有啟動(dòng)瞬間輸出大電流的特性
UPS電源由市電供電向逆變供電的切換時(shí)間要求小于7ms,一般設(shè)計(jì)為4-5ms左右。這就是說(shuō)，一旦市電供電中斷，UPS電池必須在小于4-5ms時(shí)間內(nèi)輸出負(fù)載所需的電流。有些失效的電池能夠滿(mǎn)足端電壓和容量的要求，但不能在少于4-5ms內(nèi)放電電流達(dá)到大電流的要求，也是不合格電池。UPS電池瞬間輸出大電流的特性只有在關(guān)閉市電才能測(cè)試，在不知道電池性能情況下有一定的風(fēng)險(xiǎn)，一般是不進(jìn)行的。UPS電池瞬間不能輸出足夠大電流，一般是由于電池長(zhǎng)期沒(méi)有放電造成，經(jīng)常放電或有定期放電的UPS電池基本上不存在此問(wèn)題。
3、判別UPS電池的容量
傳統(tǒng)判別UPS蓄電池容量的方法與判別一般蓄電池的方法一樣，將整組蓄電池組脫離負(fù)載并上電阻絲，以八或十小時(shí)率恒流放電，然后以先到達(dá)放電終止電壓的某一單體蓄電池的放電時(shí)間與電流，來(lái)推算其容量。
傳統(tǒng)的容量測(cè)試有下列缺點(diǎn)：
1、需將電池組脫離系統(tǒng)，增大系統(tǒng)死機(jī)風(fēng)險(xiǎn)；
2、放電時(shí)間長(zhǎng)，且需人工測(cè)試記錄，工作量大，此外UPS電池一般裝于箱式柜子里，測(cè)試工作也不是很容易；
3、電阻絲笨重且有紅熱現(xiàn)象，不安全且工作強(qiáng)度大。
五、UPS蓄電池的正確使用與維護(hù)
除了選配正規(guī)品牌蓄電池以外，應(yīng)從以下幾個(gè)方面入手正確地使用與維護(hù)蓄電池：
1、保持適宜的環(huán)境溫度。影響蓄電池壽命的重要因素是環(huán)境溫度，一般電池生產(chǎn)廠家要求的最佳環(huán)境溫度是在20－25℃之間。雖然溫度的升高對(duì)電池放電能力有所提高，但付出的代價(jià)卻是電池的壽命**縮短。據(jù)試驗(yàn)測(cè)定，環(huán)境溫度一旦超過(guò)25℃，每升高10℃，電池的壽命就要縮短一半。目前UPS所用的蓄電池一般都是免維護(hù)的密封鉛酸蓄電池，設(shè)計(jì)壽命普遍是5年，這在電池生產(chǎn)廠家要求的環(huán)境下才能達(dá)到。達(dá)不到規(guī)定的環(huán)境要求，其壽命的長(zhǎng)短就有很大的差異。另外，環(huán)境溫度的提高，會(huì)導(dǎo)致電池內(nèi)部化學(xué)活性增強(qiáng)，從而產(chǎn)生大量的熱能，又會(huì)反過(guò)來(lái)促使周?chē)h(huán)境溫度升高，這種惡性循環(huán)，會(huì)加速縮短電池的壽命。
2、定期充電放電。UPS電源中的浮充電壓和放電電壓，在出廠時(shí)均已調(diào)試到額定值，而放電電流的大小是隨著負(fù)載的增大而增加的，使用中應(yīng)合理調(diào)節(jié)負(fù)載，比如控制微機(jī)等電子設(shè)備的使用臺(tái)數(shù)。一般情況下，負(fù)載不宜超過(guò)UPS額定負(fù)載的60％。在這個(gè)范圍內(nèi)，電池的放電電流就不會(huì)出現(xiàn)過(guò)度放電。
UPS因長(zhǎng)期與市電相連，在供電質(zhì)量高、很少發(fā)生市電停電的使用環(huán)境中，蓄電池會(huì)長(zhǎng)期處于浮充電狀態(tài)，日久就會(huì)導(dǎo)致蓄電池內(nèi)部產(chǎn)生大量的硫酸鉛，并吸附到蓄電池陰極上，形成所謂的陰極“硫酸鹽化”，結(jié)果造成了電池內(nèi)阻增大，電池化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的活性降低，加速老化而縮短使用壽命。因此，一般每隔2－3個(gè)月應(yīng)完全放電一次，放電時(shí)間可根據(jù)蓄電池的容量和負(fù)載大小確定。一次全負(fù)荷放電完畢后，按規(guī)定再充電8小時(shí)以上。
3、利用通訊功能。目前，絕大多數(shù)大、中型UPS都具備與微機(jī)通訊和程序控制等可操作性能。在微機(jī)上安裝相應(yīng)的軟件，通過(guò)串/并口連接UPS，運(yùn)行該程序，就可以利用微機(jī)與UPS進(jìn)行通訊。一般具有信息查詢(xún)、參數(shù)設(shè)置、定時(shí)設(shè)定、自動(dòng)關(guān)機(jī)和報(bào)警等功能。通過(guò)信息查詢(xún)，可以獲取市電輸入電壓、UPS輸出電壓、負(fù)載利用率、電池容量利用率、機(jī)內(nèi)溫度和市電頻率等信息；通過(guò)參數(shù)設(shè)置，可以設(shè)定UPS基本特性、電池可維持時(shí)間和電池用完告警等。通過(guò)這些智能化的操作，**方便了UPS電源及其蓄電池的使用管理。
4、及時(shí)更換廢/壞電池。目前大中型UPS電源配備的蓄電池?cái)?shù)量，從3只到80只不等，甚至更多。這些單個(gè)的電池通過(guò)電路連接構(gòu)成電池組，以滿(mǎn)足UPS直流供電的需要。在UPS連續(xù)不斷的運(yùn)行使用中，因性能和質(zhì)量上的差別，個(gè)別電池性能下降、儲(chǔ)電容量達(dá)不到要求而損壞是難免的。當(dāng)電池組中某些電池出現(xiàn)損壞時(shí)，維護(hù)人員應(yīng)當(dāng)對(duì)每只電池進(jìn)行檢查測(cè)試，排除損壞的電池。更換新的電池時(shí)，應(yīng)該力求購(gòu)買(mǎi)同廠家同型號(hào)的電池，禁止防酸電池和密封電池、不同規(guī)格的電池混合使用。
六、UPS蓄電池維護(hù)全面解決方案
本方案由三個(gè)部分組成：蓄電池組容量監(jiān)測(cè)、單體電池充放電活化、蓄電池專(zhuān)用智能保護(hù)。
蓄電池組容量監(jiān)測(cè)：
可以在線(xiàn)監(jiān)測(cè)記錄UPS電池的浮充電壓、電流及充放電電壓、電流；記錄放電數(shù)據(jù)后即可判別電池組性能的優(yōu)劣、找出落后單體及給出每個(gè)單體的剩余容量。
單體電池充放電活化：
對(duì)于發(fā)現(xiàn)的落后單體電池，進(jìn)行充放電，以激活失效的活性物質(zhì)、降低內(nèi)阻、補(bǔ)償壓差并補(bǔ)充剩余容量，避免該落后單體進(jìn)一步惡化并影響到其它單體，即對(duì)電池進(jìn)行早期治療及預(yù)防，對(duì)于無(wú)法補(bǔ)償?shù)膯误w電池及時(shí)進(jìn)行更換。
蓄電池專(zhuān)用智能保護(hù)：
鉛酸蓄電池專(zhuān)用智能保護(hù)是采用電子脈沖技術(shù)，對(duì)在用的鉛酸蓄電池進(jìn)行自動(dòng)的日常維護(hù)保養(yǎng)的第一代高科技技術(shù)。保護(hù)器對(duì)因極板上產(chǎn)生硫酸鉛鹽化而休克、疲勞、過(guò)草失效的鉛酸蓄電池亦有修復(fù)的功能。它巧妙地利用電池自身的能源來(lái)產(chǎn)生電子脈沖并反饋給電池，用電子的方法有效地防止電池穩(wěn)定的容量輸出，提高蓄電池的工作效率，從根本上改善鉛酸蓄電池的工作性能，**延長(zhǎng)蓄電池壽命，節(jié)約資金和能源，同時(shí)對(duì)環(huán)境保護(hù)也起到了積極的作用。
這三個(gè)過(guò)程互相配合進(jìn)行，解決了目前UPS蓄電池缺乏必要維護(hù)手段及工具等問(wèn)題，不僅能為您測(cè)試電池性能，尋找落后單體，而且能幫您活化落后電池，對(duì)電池進(jìn)行早期治療,有效預(yù)防故障的發(fā)生
UPS的使用將會(huì)越來(lái)越廣泛，UPS蓄電池的正確選擇與維護(hù)直接關(guān)系到UPS系統(tǒng)工作穩(wěn)定性，一定要非常重視。
技術(shù)發(fā)展到今天，我們對(duì)更好的電池的需求也越來(lái)越大。因?yàn)殡m然設(shè)備的計(jì)算能力和設(shè)備的使用領(lǐng)域都在不斷擴(kuò)大，但是電池的供電能力卻幾乎沒(méi)發(fā)生值得關(guān)注的變化。近段時(shí)間以來(lái)，新聞媒體都在樂(lè)此不疲地報(bào)告各種新型的電池技術(shù)突破，但是這些新技術(shù)中的大部分都很難實(shí)現(xiàn)商業(yè)化；就像人們不斷重復(fù)地那樣：在實(shí)驗(yàn)室中是一回事，找到批量化生產(chǎn)的具有成本的效益的生產(chǎn)方法又是另一回事。
但是電池的發(fā)展競(jìng)賽還在繼續(xù)：電動(dòng)汽車(chē)制造商正在尋找更便宜、更輕、更強(qiáng)大而且更持久的電池。電子設(shè)備制造商也在尋找更可靠、使用壽命更長(zhǎng)而且充電更快的電池。而可穿戴和醫(yī)療植入式設(shè)備的廠商則更傾向于更小巧、更長(zhǎng)續(xù)航的電池技術(shù)。而可再生能源企業(yè)也在尋找能夠穩(wěn)定充放電成千上萬(wàn)次的電池技術(shù)。
在我們時(shí)常聽(tīng)到的新電池技術(shù)中間，我們選出了三個(gè)最具有實(shí)用前景的電池技術(shù)。我們對(duì)這些技術(shù)離實(shí)際應(yīng)用的時(shí)間和未來(lái)可能產(chǎn)生的影響進(jìn)行了分析。
固態(tài)電池
讓我們先從一個(gè)能夠避免鋰離子電池的危險(xiǎn)性的新興技術(shù)開(kāi)始說(shuō)起吧。這項(xiàng)技術(shù)被稱(chēng)為固態(tài)電池技術(shù)，它有許多種形式，為了理解為什么這種電池為什么更加安全，我們可以先來(lái)看看為什么鋰電池會(huì)有自燃的風(fēng)險(xiǎn)。
大部分傳統(tǒng)的鋰電池都有兩個(gè)電極（陽(yáng)極和陰極），陰極和陽(yáng)極之間是用來(lái)傳導(dǎo)鋰離子的液體電解質(zhì)。而鋰電池的主要問(wèn)題就是這種電解質(zhì)是非常易燃的，如果鋰電池破損或者受到了重?fù)簦姵鼐涂赡芷鸹?，就可能出現(xiàn)下面的情況：
而固態(tài)電池中并沒(méi)有液體電解質(zhì)，它們使用的是一層其它材料來(lái)在兩個(gè)電極之間傳導(dǎo)離子和產(chǎn)生能量。
安全性只是固態(tài)電池技術(shù)的一個(gè)方面而已。因?yàn)楣虘B(tài)電池中沒(méi)有了液態(tài)電解質(zhì)，所以他們不需要額外的防護(hù)層，所以它們可以做到更輕更小。這對(duì)于汽車(chē)制造商來(lái)說(shuō)是個(gè)十足的好消息。美國(guó)能源部高級(jí)先進(jìn)能源研究計(jì)劃局（ARPA-E）有多個(gè)固態(tài)電池開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，有的是開(kāi)發(fā)固態(tài)的鋰離子電池，有的則是開(kāi)發(fā)其他材料的固態(tài)電池。
在固態(tài)電池研究領(lǐng)域的領(lǐng)頭羊是Sakti3公司，該公司的CEO是Ann Marie Sastry?！堵槭±砉W(xué)院技術(shù)評(píng)論》的Kevin Bullis在一篇文章中對(duì)Sakti3和Sastry所做的工作進(jìn)行了描述，該公司目前關(guān)注的重點(diǎn)是如何實(shí)現(xiàn)固態(tài)鋰電池的規(guī)模化生產(chǎn)。文章寫(xiě)道：
“她也在開(kāi)發(fā)有助于大規(guī)模生產(chǎn)的制造技術(shù)?！绻愕目傮w目標(biāo)是改變?nèi)藗兊鸟{駛方式，你的標(biāo)準(zhǔn)就不能僅僅是最好的能量密度和更多的循環(huán)充電次數(shù)。’她說(shuō)，‘最主要的目標(biāo)是在提供必要性能基礎(chǔ)上的耐受能力’?！?/span>
Sakti3的工作聽(tīng)起來(lái)很令人興奮，但這家公司一直都對(duì)其技術(shù)秘而不宣，所以目前對(duì)該電池中使用的電解質(zhì)材料類(lèi)型我們還不得而知，而當(dāng)然這些材料的類(lèi)型將會(huì)在大規(guī)模的生產(chǎn)制造中對(duì)成本產(chǎn)生巨大的影響。但我們知道Sakti3已經(jīng)得到了包括通用公司在內(nèi)的風(fēng)險(xiǎn)投資，并且該公司早在去年就宣稱(chēng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)在鋰離子電池兩倍的能量密度。另一家固態(tài)電池公司QuantumScape則相對(duì)而言安靜得多，但有傳言說(shuō)該公司也在進(jìn)行類(lèi)似的技術(shù)研發(fā)工作。
那么，我們還要多久才能真正使用固態(tài)電池呢？就目前而言，實(shí)現(xiàn)固態(tài)電池的大規(guī)模商業(yè)化還為時(shí)尚早。電池技術(shù)的挑戰(zhàn)不只是電池中所應(yīng)用的電化學(xué)原理，真正需要突破的地方是實(shí)現(xiàn)工廠的大規(guī)模生產(chǎn)，并且還要實(shí)現(xiàn)比傳統(tǒng)電池更劃算的價(jià)格。
Steve LeVine在其新書(shū)The Powerhouse中對(duì)電池創(chuàng)新的商業(yè)化過(guò)程進(jìn)行了深度挖掘。他用了數(shù)年時(shí)間對(duì)Envia公司進(jìn)行跟蹤調(diào)查，這家公司是一家電池領(lǐng)域的創(chuàng)業(yè)公司，并最終成為了通用的陰極供應(yīng)商。然而最后交貨時(shí)，通用經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)。Envia 交付的電池達(dá)不到自己所宣稱(chēng)的標(biāo)準(zhǔn)。最終通用結(jié)束了 Envia 的合同。
正如LeVine所解釋的那樣，目前電池技術(shù)中最令人振奮的并不是電池，而是制造工藝。“讓我振奮的是看到能夠突破制造成本限制的新電池技術(shù)出現(xiàn)。”他說(shuō)，并指出美國(guó)能源部現(xiàn)在也在專(zhuān)注于生產(chǎn)工藝的創(chuàng)新而不僅僅是電化學(xué)原理的革新，“我認(rèn)為那才是值得期待的地方?！?/span>
特斯拉建造中的超級(jí)工廠Gigafactory
甚至伊隆·馬斯克也在試圖解決這一問(wèn)題。他的正在建設(shè)之中的Gigafactory試圖將整個(gè)電池制造流程納入到同一個(gè)工廠之中，這是一個(gè)巨大的賭注，不過(guò)看起來(lái)特斯拉相信自己能夠擊敗競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。請(qǐng)記住，這是為了并沒(méi)有那么突破性的電池技術(shù)。但這是關(guān)于規(guī)模經(jīng)濟(jì)的游戲——甚至馬斯克也承受著工廠還沒(méi)建好可能技術(shù)就已經(jīng)過(guò)時(shí)了的批評(píng)。
鋁空氣電池
盡管鋰是電池材料之王，但是也有人在做其它嘗試。因?yàn)槭聦?shí)上鋰的開(kāi)采相對(duì)較為困難，而且在電子釋放性能上還有一些材料的表現(xiàn)更好
一個(gè)名為Phinergy的以色列公司和其它競(jìng)爭(zhēng)者則在最近幾年里正在研究一種完全不需要的鋰的電池技術(shù)：鋁空氣電池。理論上而言，這種電池可以在幾分鐘內(nèi)充好電。在這種新型的電池中，其中的一個(gè)電極是鋁板，而另一個(gè)電極則是氧氣。準(zhǔn)確地說(shuō)是氧和水電解質(zhì)。當(dāng)氧與鋁板發(fā)生交互作用時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生能量。
鋁空氣電池已經(jīng)出現(xiàn)了很長(zhǎng)一段時(shí)間了，但近些時(shí)間來(lái)人們對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的興趣正變得越來(lái)越大。在2002年，一篇發(fā)表在Journal of Power Sources雜志上文章將這項(xiàng)技術(shù)放到了聚光燈下面，那時(shí)一組研究人員認(rèn)為鋁空氣電池是唯一可以代替汽油的選擇。理論上來(lái)講，這種電池的容量可以達(dá)到鋰離子電池的40倍，而Phinergy則聲稱(chēng)他們可以利用這項(xiàng)技術(shù)將電動(dòng)汽車(chē)的行駛距離提升到1000英里（約1600千米）。
那么，我們還要多久才能用上這種電池呢？這種形式的能量產(chǎn)生模式有一個(gè)固有的缺陷。當(dāng)鋁和氧氣發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生能量時(shí)，可用的鋁含量會(huì)隨著放電而減少。另外，這種電池只有一個(gè)電流方向：從陽(yáng)極到陰極。這就意味著這種電池是不能充電的，所以當(dāng)電池的電用光之后，必須取下來(lái)回收更換新的電池。
這極大地限制了鋁空氣電池的大規(guī)模應(yīng)用推廣。但是對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)來(lái)說(shuō)，如果服務(wù)站的基礎(chǔ)設(shè)施配置好了，那么這項(xiàng)技術(shù)倒是一個(gè)非常不錯(cuò)的選擇。密歇根大學(xué)電池實(shí)驗(yàn)室的Greg Less說(shuō)：“但在那之前，可充電電池，如鋰離子電池才是最佳的選擇。”對(duì)于小型電子設(shè)備而言，鋁空氣電池顯然是不可取的，因?yàn)檫@就意味著我們需要經(jīng)常更換電池。
關(guān)于鋁空氣電池的研究還在繼續(xù)，有好幾家公司都宣稱(chēng)自己將在未來(lái)幾年內(nèi)推出商業(yè)可用的鋁空氣電池。最近一家名為Fuji Pigment的公司聲稱(chēng)自己已經(jīng)在鋁空氣電池上取得了突破性的進(jìn)展。該公司稱(chēng)找到了使用絕緣材料保護(hù)鋁材料的方法，所以可以鋁空氣電池的再充電。
即使這一波鋁空氣電池的浪潮最后失敗了，但研究人員也已經(jīng)將鋁看作是未來(lái)電池的基本材料之一?，F(xiàn)在這是一個(gè)十分熱門(mén)的領(lǐng)域，就在我寫(xiě)這篇文章的時(shí)候，斯坦福大學(xué)的一個(gè)實(shí)驗(yàn)室就宣布成功利用鋁和石墨烯以及一種安全的液體電解質(zhì)開(kāi)發(fā)出了一種新電池。該研究小組稱(chēng)這種電池可以在1分鐘內(nèi)完全充好電，并且在被鉆破的情況下還能繼續(xù)保持工作。當(dāng)然，這種電池還有很多工作要做。
微型電池
傳統(tǒng)電池的另一個(gè)問(wèn)題是它們的尺寸。盡管我們的設(shè)備上的每一個(gè)部件都在變小，但是電池卻依然還是那么大。比如說(shuō)，最新款的蘋(píng)果筆記本電腦的厚度基本上都是電池?fù)纹饋?lái)的，盡管在設(shè)計(jì)上采用超高效的分層結(jié)構(gòu)，但電池仍然占據(jù)了大量的空間。
這個(gè)問(wèn)題不僅出現(xiàn)在筆記本上面。醫(yī)療植入式設(shè)備也需要能夠植入到人體內(nèi)的小型電池。空間應(yīng)用設(shè)備對(duì)重量也有嚴(yán)格的要求，就是越輕越好。另外隨著可穿戴設(shè)備的帶來(lái)，對(duì)電池的敏感度也越來(lái)越高。
越來(lái)越多的研究開(kāi)始集中到所謂的3D微電池上面。那么2D和3D有什么不同呢？你可以將2D看作是一個(gè)簡(jiǎn)單的平面，上面有兩個(gè)電極，中間是電解質(zhì)。他們可以做到非常薄，但是電池的功率也相對(duì)更低。
相比之下，3D則是在微觀層面上增加電極的層數(shù)來(lái)增加電極的表面積。表面積增加后，離子從一個(gè)電極移動(dòng)到另一個(gè)電極也更加容易，這就增加了電池的功率密度，提高了電池充放電的速率。
科學(xué)家們正在探索如果實(shí)現(xiàn)這項(xiàng)技術(shù)的實(shí)用化。在2013年，哈佛大學(xué)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)使用3D打印技術(shù)和鋰原料制造出了精度極高的陰極和陽(yáng)極。
而不久前，一個(gè)來(lái)自美國(guó)伊利諾伊大學(xué)的團(tuán)隊(duì)發(fā)表了一篇論文，其中提到了一種利用全息光刻技術(shù)制造3D電池的方法。在這項(xiàng)技術(shù)中，超精確的光束被用來(lái)產(chǎn)生3D結(jié)構(gòu)，即電極。全息光刻出現(xiàn)的時(shí)間比3D打印更早，所以更有機(jī)會(huì)實(shí)現(xiàn)這項(xiàng)技術(shù)的大規(guī)模制造。
但是，就像是所有的電池技術(shù)一樣，在電池的功率密度和尺寸之間還有權(quán)衡。一項(xiàng)技術(shù)能難同時(shí)滿(mǎn)足這兩項(xiàng)要求，但這是研究人員正在努力試圖辦到的事情。如果他們的技術(shù)成功地實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化，那么必然會(huì)產(chǎn)生巨大的影響。
伊利諾伊大學(xué)大學(xué)的這個(gè)團(tuán)隊(duì)的領(lǐng)導(dǎo)人William King教授告訴我們，目前這項(xiàng)技術(shù)面臨的最大困難是如何實(shí)現(xiàn)商業(yè)化?！拔覀冋谂⑦@種電池的能量密度提升三倍以上，我們將使用新的、能量密度更高的材料?！彼f(shuō)，“關(guān)鍵的挑戰(zhàn)還是在規(guī)?；a(chǎn)上，但我們一直都在努力?！?/span>
電池的內(nèi)部到底在發(fā)生著什么？
為什么我們實(shí)驗(yàn)成功的技術(shù)卻很難實(shí)現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用呢？很大程度上是因?yàn)槲覀兤鋵?shí)并不清楚電池內(nèi)部發(fā)生了什么。聽(tīng)起來(lái)似乎很簡(jiǎn)單，但這卻是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)，甚至是電池創(chuàng)新的最主要的障礙：我們并不能看到電池中分子層面上發(fā)生的事情。所以很多電池技術(shù)的開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)聽(tīng)起來(lái)就像是一場(chǎng)意外。而當(dāng)他們的發(fā)明者試圖使用可控的方法重現(xiàn)相同的效果時(shí)，卻遇到了麻煩。
為此我們采訪(fǎng)了一位專(zhuān)注于研究電池內(nèi)部現(xiàn)象的科學(xué)家Michael Toney，他現(xiàn)在在SLAC國(guó)家加速器實(shí)驗(yàn)室工作，在領(lǐng)導(dǎo)一個(gè)團(tuán)隊(duì)試圖揭開(kāi)電池內(nèi)部工作細(xì)節(jié)的秘密，從而開(kāi)發(fā)出大規(guī)模制造的工藝方法。
Toney和他的同事使用光譜成像和納米級(jí)的X射線(xiàn)來(lái)觀察電池內(nèi)部發(fā)生的一切。Toney說(shuō)該團(tuán)隊(duì)的終極目標(biāo)是在原子尺度上觀察充放電過(guò)程。但到目前為止，該團(tuán)隊(duì)還只能通過(guò)化學(xué)過(guò)程觀察結(jié)果。
最后Toney說(shuō)他們可能會(huì)開(kāi)發(fā)一款軟件來(lái)幫助人們了解自己的電池到底是如何工作的，而不只是像現(xiàn)在的電量的測(cè)試軟件一樣只靠估計(jì)。
目前正在實(shí)驗(yàn)室中開(kāi)發(fā)的電池技術(shù)并不只有這么三種，從生物電池到形變電池，實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家們正在嘗試各種各樣的新方法。 后到底哪些技術(shù)能夠獲得成功，現(xiàn)在還沒(méi)有人能夠做出確定的預(yù)言。但希望這些技術(shù)能夠盡早實(shí)現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)，助力人類(lèi)文明達(dá)到全新的高度。
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