各种电池的利弊

在去年日内瓦车展上，一款名为Quant e-Sportlimousine的概念车受到广泛关注。该车的核心在于所谓的“液流电池”技术NanoFlowcell系统。

液流电池具有高效、高能量密度、无污染的优点，原理是将电化学蓄电池以及燃料电池的各方面结合起来。液体电解质存在于两个电池仓中并在电池中流通。系统中心有一层隔膜将两个电解质分隔，但仍能容许电荷流通，从而产生动力。

据悉，概念新车的最高时速为380公里，百公里加速仅2.8秒，一次充电能跑400~600公里，已获准在欧洲上路。

半固态锂电池

其原理与现有锂离子电池设计类似，电极单元是细小的锂化合物粒子与液体电解液、导电添加剂混合形成的泥浆，电池使用带正负电的泥浆。两种泥浆分别通过铝集电器和铜集电器收集电子，正负极室之间有一个能传递离子、防止电子传递的隔膜。电池的充放电原理和锂离子电池一样，通过锂离子在正极室与负极室穿梭通过隔膜，电子通过外电路传输完成。

中国科学院物理研究所研究员李泓认为，现有的锂离子电池采用多层薄膜电极设计，而半固态锂电池采用厚电极，在结构设计上得到了简化，减少了集流体、隔膜所占的电池总重量的比例，在采用正负极材料相同的情况下，可以提高电池的能量密度，工艺成本有望降低。但同时，由于采用厚电极，单层隔膜，无法实现快速充放电，也意味着在动力上没有优势。

在推广上，半固态锂离子电池的生产工艺与现有锂离子电池的工艺不完全兼容，生产线设计、品质控制、测试标准、量产工艺等都得从头摸索，防止内部短路的隔膜等关键材料还需突破。

石墨烯

石墨烯是目前已知材料中最薄的一种，仅有一个碳原子厚，也是目前导热效果最好的热导体。

该材料的电池理论重量是传统锂离子电池的一半，厚度也会大幅缩小，而储电量高出数倍，按照美国伦斯勒理工学院研究人员估算，石墨烯阳极材料比锂离子电池中常用的石墨阳极充放电速度要快10倍，据报道，如用于电动汽车，8分钟就能完成一次充电，续驶里程达1000公里。

石墨烯已被各大工业国列为重要材料进行深度开发，但相关生产技术直到2010年才相对成熟，至今还处在初级应用阶段。尤其是能让电池体积和重量大幅缩小的单层石墨烯材料，其成品率很低，生产成本则偏高，或许更现实的做法是利用石墨烯的特性提升现有锂电池性能。