劉錦堂

摘 要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平提升，社會(huì)各界對(duì)新能源電池的關(guān)注度也在加大，新能源電池技術(shù)作為宏觀政策下的環(huán)保發(fā)展策略，能有效推進(jìn)我國(guó)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，本文將分析鉛酸蓄電池、磷酸鐵鋰電池、鋰離子蓄電池、多晶硅太陽(yáng)能電池、燃料電池、石墨烯材料電池等新能源技術(shù)，并討論其外來(lái)發(fā)展，為行業(yè)提供理論支持。

關(guān)鍵詞：新能源 電池 資源匱乏

引 言

全球經(jīng)濟(jì)一體化不斷深入后，人們環(huán)保意識(shí)也開(kāi)始覺(jué)醒，當(dāng)前社會(huì)中多個(gè)行業(yè)也開(kāi)發(fā)了很多綠色無(wú)污染工藝，從電池技術(shù)來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)工藝中的pb、hg等有機(jī)物均會(huì)釋放不同程度的毒素。目前城市化建設(shè)水平提高加快了自然資源消耗速度，工業(yè)能源也出現(xiàn)匱乏狀態(tài)，因此利用新能源電池技術(shù)對(duì)國(guó)家發(fā)展十分重要。

一、鉛酸蓄電池技術(shù)

1830年全球范圍內(nèi)首輛純電動(dòng)車(chē)被生產(chǎn)出來(lái)，但由于無(wú)法進(jìn)行充電而沒(méi)有得到推廣。1859年鉛酸蓄電池誕生并且一直到1881年該技術(shù)才得以完善，鉛酸蓄電池技術(shù)的研究也被學(xué)者們視為新能源電池技術(shù)的起源。但是該電池由于工藝仍處于起步階段，所以存在占地大、電能儲(chǔ)存小、充電效率慢、重量大等缺點(diǎn)，而且其制造過(guò)程需要消耗大量資金成本，所以最終鉛酸蓄電池也沒(méi)有得到發(fā)展。而且汽油燃料的應(yīng)用，讓運(yùn)輸企業(yè)對(duì)鉛酸電池停止了研發(fā)，直到今天作為新能源開(kāi)拓者的鉛酸蓄電池技術(shù)已經(jīng)銷(xiāo)聲匿跡[1]。

二、磷酸鐵鋰電池技術(shù)

磷酸鐵鋰電池同樣也是一種新能源技術(shù)，但是相比較于鉛酸蓄電池，磷酸鐵鋰讓新能源車(chē)的應(yīng)用成為了現(xiàn)實(shí)。磷酸鐵鋰電池的概念早在1997年就被提出。這種化工電池能有改善傳統(tǒng)電池重量大、續(xù)航效果欠佳等主要問(wèn)題，而且制作過(guò)程中也不用加入貴金屬，主要材料為氧化鐵、碳酸鋰等，世界范圍內(nèi)此類能源儲(chǔ)備量較為充足，所以磷酸鐵鋰工藝生產(chǎn)的成本相對(duì)較客觀。所以目前磷酸鐵鋰電池技術(shù)已經(jīng)在運(yùn)輸行業(yè)中得到了良好應(yīng)用。但是從全球化發(fā)展來(lái)看，其與先進(jìn)技術(shù)相比仍呈現(xiàn)落后趨勢(shì)，例如：電池組技術(shù)與電池集成技術(shù)研究開(kāi)展緩慢，電池能量密度以及使用壽命標(biāo)準(zhǔn)偏低等等。通過(guò)分析數(shù)據(jù)可以，新能源車(chē)在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)因?yàn)殡姵胤烹姰a(chǎn)生持續(xù)高溫，存在著一定的安全風(fēng)險(xiǎn)，所以磷酸鐵鋰電池自身具有的穩(wěn)定性也時(shí)目前很多行業(yè)青睞該技術(shù)的主要原因，試驗(yàn)證明電池放電時(shí)溫度可超出350℃，但是磷酸鐵鋰電池則不會(huì)因高溫、撞擊等問(wèn)題而出現(xiàn)爆炸、燃燒等現(xiàn)象，這也是其發(fā)展的主要優(yōu)勢(shì)之一。

三、鋰離子蓄電池技術(shù)

鋰離子蓄電池目前最常用在手機(jī)、平板等移動(dòng)電子設(shè)備當(dāng)中，同時(shí)其也是一種循環(huán)型電池，能夠進(jìn)行反復(fù)充電、循環(huán)使用。鋰離子電池一般工作電壓可達(dá)到3.6V，一塊相當(dāng)于三塊鎳蓄電池的使用性能總和。技術(shù)水平較高的鋰離子電池自身放電量也十分可觀。該電池可接受的運(yùn)行環(huán)境溫度范圍可達(dá)到-30℃-50℃之間，應(yīng)用條件較為廣泛。且充電效率較高，最大能達(dá)到100%，相對(duì)使用壽命也比較久。與此同時(shí)，鋰離子電池在實(shí)際運(yùn)行使用時(shí)不會(huì)發(fā)生任何有毒有害的化學(xué)反應(yīng)，因此此其性能與當(dāng)前綠色環(huán)保節(jié)能要求能達(dá)成良好銜接。

四、多晶硅太陽(yáng)能電池技術(shù)

太陽(yáng)能電池也同樣也是新時(shí)期背景下被重點(diǎn)研究的一種新能源電池技術(shù)之一。其電池運(yùn)行主要是使用半導(dǎo)體硅、硒等材料。太陽(yáng)能電池還具有多種優(yōu)勢(shì)：1.燃料成本為零，太陽(yáng)能資源幾乎是不需要任何投入成本，同時(shí)也取之不盡。2.低噪音，太陽(yáng)能電池工作過(guò)程中對(duì)周邊環(huán)境不會(huì)有任何影響。3.效率高，多晶硅太陽(yáng)電池對(duì)于能源可實(shí)現(xiàn)高效率轉(zhuǎn)化，經(jīng)濟(jì)效益良好。4.維護(hù)簡(jiǎn)單，無(wú)論是修理還是檢測(cè)，操作過(guò)程均十分簡(jiǎn)單。基于上述多種優(yōu)勢(shì)，目前太陽(yáng)能電池已經(jīng)開(kāi)始廣泛投入使用在軍事、航空、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、公共設(shè)施等多領(lǐng)域當(dāng)中。尤其是對(duì)于資金匱乏、信息化程度較低、位置比較偏遠(yuǎn)的山村來(lái)說(shuō)，電力系統(tǒng)維修工作難以開(kāi)展，并且無(wú)法承擔(dān)構(gòu)建輸電線路所需的大量的資金，針對(duì)于這種情況采用太陽(yáng)能電池技術(shù)，具有良好的社會(huì)效益。

五、燃料電池技術(shù)

燃料電池作為一種新能源技術(shù)，運(yùn)行原理就是通過(guò)特定方式，把燃料當(dāng)中蘊(yùn)含的能量充分釋放出來(lái)，通過(guò)化學(xué)轉(zhuǎn)換使其成為可應(yīng)用的電能，該方法也是目前市場(chǎng)上一種較為常見(jiàn)的新能源技術(shù)。在燃料電池實(shí)際工作運(yùn)行時(shí)，技術(shù)人員需要持續(xù)性的為其供給燃料及氧化劑等反應(yīng)物質(zhì)。通常情況下，行業(yè)研究人員會(huì)使用氫氣以及含有氫元素的物質(zhì)作為燃料，利用氧氣實(shí)現(xiàn)氧化。燃料電池在使用過(guò)程中，具有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：節(jié)能環(huán)保、能量轉(zhuǎn)化效率客觀、容量比大、功率好、無(wú)需充電等。但該技術(shù)投入使用時(shí)成本過(guò)高，且工藝較為繁瑣，所以非特定情況下不會(huì)選擇。

六、石墨烯材料電池技術(shù)

石墨烯材料人類近代發(fā)現(xiàn)的第一種由單層原子所組成的物質(zhì)，也是目前世界范圍內(nèi)已知材料中最薄、最堅(jiān)固的納米物質(zhì)，其可達(dá)到完全透明狀態(tài)，石墨烯也被業(yè)界學(xué)者認(rèn)為是一種能夠引領(lǐng)社會(huì)多種產(chǎn)業(yè)改革創(chuàng)新的關(guān)鍵物質(zhì)。目前其在信息電子移動(dòng)設(shè)備、航天航空、軍事國(guó)防、新能源電池等多個(gè)行業(yè)中都有著良好的發(fā)展前景。但目前我國(guó)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展過(guò)程中進(jìn)程面臨著以下幾種問(wèn)題：缺少成果推廣平臺(tái)、高端技術(shù)研究缺投入、低端應(yīng)用宣傳力度低等等。由此可見(jiàn)對(duì)于新能源電池技術(shù)的開(kāi)發(fā)，業(yè)內(nèi)仍存在著很多分歧，但是其中總結(jié)出的一致觀點(diǎn)就是，關(guān)于新能源汽車(chē)動(dòng)力電池的技術(shù)要求，當(dāng)前科學(xué)技術(shù)仍沒(méi)有達(dá)成滿足效果。

七、新能源電池技術(shù)未來(lái)發(fā)展

開(kāi)發(fā)新能源環(huán)保電池可實(shí)現(xiàn)我國(guó)社會(huì)各行各業(yè)工藝的積極建設(shè)與可持續(xù)發(fā)展。其中涵蓋了軍事、航天、運(yùn)輸、工業(yè)等方面。且新能源電池的應(yīng)用也能夠推進(jìn)能源開(kāi)發(fā)、升天保護(hù)、信息技術(shù)等行業(yè)的發(fā)展。近幾年，能源匱乏以及生態(tài)污染現(xiàn)象不斷嚴(yán)重，并引起了社會(huì)廣泛重視，投入使用新型綠色環(huán)保型電池，是目前發(fā)展前景比較良好的方向。在新時(shí)期科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的背景中，社會(huì)當(dāng)中人們的生產(chǎn)生活所涉及到的電池也逐漸向著小型化、簡(jiǎn)易型、使用久等趨勢(shì)發(fā)展[2]。

結(jié) 論

綜上所述，當(dāng)前我國(guó)環(huán)保問(wèn)題已經(jīng)被提上日程，因此開(kāi)發(fā)并應(yīng)用新能源電池技術(shù)已經(jīng)成為未來(lái)汽車(chē)、工業(yè)、運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)的必然趨勢(shì)。對(duì)此我國(guó)相關(guān)技術(shù)人員也需要盡快制定出新的研究方案，將工藝設(shè)計(jì)建立在節(jié)能減排、能源再生等目標(biāo)上，為推進(jìn)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展做出積極貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 俞儉.中國(guó)研發(fā)出低成本新能源電池材料[J].化工管理，2016（10）：63.

[2] 陳如亮.新能源電池技術(shù)的研究[J].科技視界，2015（27）：271+288.