百科｜电池技术为什么如此高深莫测？-全球电气资源

电池科学隶属于电化学和材料科学范畴，电化学和材料科学又很大程度上是属于实验科学，目前很多高校和企业都能做。事实上，电池的基本原理并不复杂，还是初中课本上的氧化还原反应。

虽然电池系统的原理简单，但是进一步的革命性突破却很难。我们现在用的电池和90年代比起来差不太多。可以说，前20多年，电池技术基本没有突破。那么，电池技术的发展为什么如此难以突破？如此高深莫测呢？让我们从以下三个方面来探讨：

一、新材料研发难

电池系统是一个复杂的多变量系统。拿锂离子电池来说，找到适合的氧化还原反应，只是万里长征走完了第一步，只说明能发生如此氧化还原反应的材料有可能作为电池正负极材料。但这种材料是否真正可行，受制于太多因素。

电池对材料的要求极其苛刻：

1.充电效率高

能量密度要高，能用最小的体积储存最多的电量；如今锂电池的能量密度已经顶到了天花板。它理论上的能量密度最高能达到600瓦时升，现在最先进的技术已经可以做到大约550瓦时升，但还是不够人们使用；

2.安全性高

电池的安全性当然是非常重要的一点，在使用过程中不能一言不合就爆炸，还要能在实验中淡定的面对科学家各种变态试验；

3.使用寿命长

它的循环使用寿命要长，不能充个几次电就报废了，有些电池开始使用充放电还不错，但是慢慢地效率就越来越差，最后只能达到开始时的一半甚至更低；

4.环保材料

新材料必须要是环保材料，因为电池是广泛应用于生活的方方面面，不能对环境产生污染；

5.成本低

如果电池成本太高，根本无法应用。除非用于军事、心脏起搏器及其他植入式医疗器械等领。最近有牛人开始用金子做正极，这种电池就算做出来，那也只有土豪才用的起。

二、无推导方法和数学模型

电池的发展依赖于电化学的研究进展。但在电化学领域，很多理论都非常不完善。到现在，电池行业还没有理论的推导方法和数学模型，只能依靠庞大的试验数据来寻找趋势。

试验面临如下几个问题：

1.实验无理论推导

学的理论往往不管用，必须要经过大量的实验来确定。经常拍拍脑袋想出一个看似可行的方案，但经过一番折腾后往往发现这个方案完全行不通。

2.实验的重现性差

实验中的细节非常多，不可能完全描述出来，数据准确性很难判断。因此通常情况下文献里的实验都很难重复做出来。

3.实验周期长