特斯拉“电池日”发布了哪些黑科技( 二 )
看来面对马斯克画的饼 , 投资者们并没有表现出浓厚的兴趣 。
特斯拉新的电池技术能不能实现 , 或者如期实现 , 只能等待时间来验证 。 今天我们就先来从原理上了解一下 , 特斯拉发布的这个“无极耳电池” , 到底是一种什么样的技术 。
要了解新技术 , 我们得从老原理入手 , 先得知道电池是怎么工作的 。
1780年 , 有位叫路易吉·伽伐尼的意大利医生 , 在解剖青蛙的时候发现 , 在用两把手术刀触碰已经死去的青蛙的腿的时候 , 青蛙腿出现了抽动 , 甚至还产生了电火花 。 当时伽伐尼以为这是青蛙体内的生物电引起的 。
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伽伐尼青蛙实验
到了1799年 , 意大利的一位物理学家亚历山德罗·伏特发现 , 电并不是在青蛙体内产生的 , 而是由伽伐尼手术刀上的金属产生的 。
伏特发明了一种叫做伏特电堆的东西 , 由银片和锌片组成 , 这两种金属以特定的方式组合在一起 , 就能放电 。 这就是最早的银锌电池的原型 。
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伏特电堆
1836年 , 丹尼尔电池诞生 , 一听就是由一位叫做丹尼尔的人发明的 , 这种电池就更像现代的电池了 , 由金属锌和铜组成 , 简称为锌铜电池 。
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这些电池的原理基本上是一样的 , 我们都知道电池有正负两极 , 负极的物质一般相对比较活跃 , 它老想把最外层的电子甩出去 , 正极的物质正好相反 , 它总觉得自己的电子还不够 。
所以 , 这种正负极之间的物质 , 在电子得失能力上的差距 , 就形成了电势差 。 如果在正负极之间连接上导体 , 电子就会从负极流向正极 , 就形成了电流 。
当人们发现了这个原理之后 , 就开始不停尝试各种不同的金属 , 希望能找到那个最好的电极材料 。
最终 , 人们发现了金属锂 。 元素周期表前几个咱还都有印象 , 氢氦锂铍硼 , 锂排在第三位 , 它的质量很小 , 这样相同的电池体积里 , 锂相比其他更多的元素 , 它的能量密度就更大 。
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那氢不是比锂的质量更小么?的确 , 但是正因为它太活跃 , 太容易和其他物质发生反应 , 所以很容易发生危险 。
即便是锂电池 , 从爱迪生发明锂电池到现在 , 100多年过去了 , 我们才逐渐驾驭的了锂电池技术 。
我们对于锂电池的研究 , 主要集中在正负极的材料如何选择上 。 负极的材料肯定不能用纯锂 , 那太不稳定 , 必须用一些特定的材料去装载锂原子 。
于是 , 石墨成为了目前最好的选择 。 石墨本身是分层结构 , 在每一层中间的缝隙里 , 就可以填充锂原子 。
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不过正极的材料就不好选了 , 目前主流的锂电池有两种方案 , 一种叫做磷酸铁 , 另一种叫做三元材料 。
所谓的三元材料是指由三种不同的物质以一定比例混合而成的材料 。 三元材料又分两种 , 一种是镍钴锰混合 , 另一种是镍钴铝 。
这两种正极材料各有各的好处 。 总的来说 , 三元材料的锂电池能量密度大 , 性能更好 , 但是相对来讲比较容易自燃 。 而磷酸铁锂电池能量密度低一些性能差一些 , 但是燃点相对比价高 , 比较安全 。
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