鋰電池的大哥地位有所動搖
自1991年日本索尼公司首次將鋰電池實現(xiàn)商業(yè)化，用LiCoO2作為正極材料和碳作為負(fù)極材料，在充放電過程中，沒有金屬鋰存在，只有鋰離子，大地推動了鋰離子電池商業(yè)化的進程。2000年以后鋰離子電池的發(fā)展逐漸成熟，直至今日鋰離子電池在生活中的應(yīng)用隨處可見，小到手機、筆記本電腦，大到電動汽車、航空領(lǐng)域等，正極材料與負(fù)極材料也越來越豐富。
鋰電池的工作原理是，當(dāng)對電池進行充電時，正極失去電子，鋰離子從正極材料的晶格脫出，進入電解池，穿過隔膜后運動到負(fù)極。同時到達負(fù)極一側(cè)的鋰離子嵌入到負(fù)極材料，此外電子也經(jīng)由外電路到達負(fù)極，負(fù)極得到的電子與嵌入的鋰離子結(jié)合形成鋰碳層間化合物。
鋰離子電池的最大優(yōu)勢在于“能量密度”——電池在其體積下所能容納的最大能量，這也使得鋰離子電池成為市場上可售電池中價格最高的，與其他電池技術(shù)相比，鋰離子電池還可提供較高電壓。
而現(xiàn)階段，由于鋰電池在安全性等方面面臨挑戰(zhàn)。我們知道鋰離子電池也存在局限性。隨著時間的推移，電池充電能力會下降，這意味著其儲存電能也會減少。同時，在極熱或者極冷的天氣中，鋰電池的表現(xiàn)也會下降，此外，人們對鋰離子電池的安全性和可持續(xù)性也存在擔(dān)憂，在某些特定條件下，鋰離子電池容易起火、發(fā)生爆炸。此外，開采鋰離子電池所需的金屬材料也會帶來高昂的社會和環(huán)境成本。于是出現(xiàn)了很多新的電池理念，像固態(tài)鋰電池、刀片電池、燃料電池等。甚至澳大利亞的科學(xué)家還研發(fā)出超級水果電池-榴蓮電池，榴蓮電池是怎么回事呢，我們來了解一下。
超級水果電池：榴蓮電池
具體來說，榴蓮電池并不意味著簡單用沉重而多刺的榴蓮果殼造個手機殼，或者直接切兩片榴蓮果肉塞到電池或者充電寶里就行了。
據(jù)了解，澳大利亞悉尼大學(xué)化學(xué)工程師文森特•戈梅斯和拉博納•沙布南正在將世界上最臭的水果榴蓮和最大的水果菠蘿蜜的廢料變成超級電容器，能夠在短短幾分鐘內(nèi)對手機、平板電腦和筆記本電腦充電。
所謂超級電容器是儲存能量的另一種方式，它們就像蓄水池一樣，能夠快速充電，然后在爆炸過程中釋放能量，它們往往是由石墨烯等昂貴材料制成的。但是戈梅斯的研究團隊已經(jīng)將榴蓮和菠蘿蜜中不能食用的物質(zhì)變成了碳?xì)饽z——多孔超輕固體結(jié)構(gòu)，其具特殊的自然能量存儲特性。碳?xì)饽z是超級電容器儲能裝置的一部分，其高度多孔的特性具有超高吸收能力，特別在用于超級電容器時，能夠存儲大量能量。
具體是這么做的，加熱榴蓮或者菠蘿蜜，冷凍干燥處理，再將水果中不能食用的海綿核心結(jié)構(gòu)在烤箱1500攝氏度以上高溫烘烤，最終這些黑色、高多孔、超輕結(jié)構(gòu)可制成低成本超級電容器的電極。
其他類型的植物廢料未來也可作為電器設(shè)備供電材料，俄羅斯莫斯科國立科技大學(xué)物理化學(xué)家米哈伊爾•阿斯塔霍夫?qū)⒇i草轉(zhuǎn)化為一種可用于手機充電的超級電容器原材料，據(jù)悉，在日常生活中豬草并沒有太大的利用價值，它反而含有使人體皮膚起泡的有毒液體。
榴蓮電池是否真的給力？
榴蓮都可以用來生產(chǎn)電池，那么電池制造工業(yè)是否能在不久的將來就能大規(guī)�！白儚U為寶”，利用這些生物垃圾制造出傳說中的超級電池了呢？
首先，超級電容器的工作方式與傳統(tǒng)電池不同，雖然可以更快地充電，但電壓低，無法存儲太多能量，能量密度只有鋰電池的十分之一，所以說，超級電容本身，暫時還是一種前景不明朗，性價比不高，使用場景狹窄的技術(shù)。
然后呢，較之工業(yè)制造的人工碳納米管，利用榴蓮核這樣的自然生物垃圾制造出的超級電容用碳材料，質(zhì)量極不穩(wěn)定，品控難度極高。試想一下，一種大規(guī)模制造，日常需求極高的產(chǎn)品，在制造過程中，品質(zhì)極端不穩(wěn)定，這一批性能優(yōu)良，下一批可能就是廢物，那肯定是無法接受的。
所以，許多能源與材料工業(yè)專家指出，超級電容的未來，很可能是手機，以及可穿戴設(shè)備等相對輕量化、對電量要求不高的輕型消費電子產(chǎn)品。這樣本身輕便，在充電速度上占優(yōu)的超級電容器才會有用武之地。
綜合來說，想讓榴蓮變身黑科技滿滿的勁量小電池，還有一段漫長的道路要走。
參考來源：
新浪科技、中國粉體網(wǎng)
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