近日電池界喜報頻傳，國內外科學家們紛紛趕在2015年結束之前，為我們揭曉最新科研成果，讓我們對2016年的生活充滿期待。
超強電池:充電7秒電動車可開35公里
近日，中科院上海硅酸鹽所科學家成功研制出一種高性能超級電容器電極材料——氮摻雜有序介孔石墨烯。該材料具有極佳的電化學儲能特性可用作電動車的“超強電池”：充電只需7秒鐘，即可續航35公里。相關研究成果已發表在期刊《科學》上。
超級電容器，是介于傳統電容器和電池之間的一種電化學儲能裝置。由于具有功率密度高、循環壽命長、安全可靠等特點，現已廣泛應用于混合電動汽車、大功率輸出設備等多個領域。然而，超級電容器并非“完美”，其核心問題在于，能量密度低。如何讓超級電容器兼具高功率、高能量，長期以來科學家并沒有找到理想材料。
為破解這一難題，中科院上海硅酸鹽所聯合北京大學、美國賓夕法尼亞大學，展開持續攻關。最終，黃富強研究團隊發現，石墨烯是超級電容器電極的最佳選擇。
黃富強介紹，與傳統電極材料相比，石墨烯有四大突出優勢：其一，高比表面積有利于產生高能量密度；第二，超高導電性有利于保持高功率密度；第三，化學結構豐富有利于引入贗電容，提高能量密度；第四，特殊的電子結構有利于優化結構與性能關系。
通過反復試驗、設計、合成，黃富強團隊發現，氮摻雜有序介孔石墨烯的性能表現最佳。不僅能實現高能量密度、高功率密度，而且還可以通過使用水基電解液，做到無毒、環保、價格低廉、安全可靠。
據介紹，該新型石墨烯超級電容器體積輕巧、不易燃也不易爆，可采用低成本制備，實現規模生產，且性能優于目前常見的鉛酸、鎳氫、鋰離子等動力電池。（新華網）
超級電池：輕薄柔軟可變形
10英寸的筆記本，攜帶時可像紙片一樣折疊后放入錢包;出門在外手機、筆記本沒電了，接上衣服就能充電……這種科幻片里的場景，隨著天津大學趙乃勤教授課題組與天津工業大學康建立教授合作，研發成功迄今最薄的碳納米材料薄膜“超級電池”，已經成為可能。衣服版“移動電源”現在技術就可實現，十年后，我們或許就能用上薄如紙片、隨意折疊的手機和筆記本。
移動互聯網時代，智能手機等設備的屏幕越做越大，研發可卷曲、可折疊的便攜電子產品已成為趨勢。天津大學材料學院博士秦凱強介紹，目前柔性屏幕已經出現，不過固定形態的電池制約了可折疊手機、筆記本電腦等電子產品問世。天大最新研發成功的碳納米材料薄膜超級電容器，輕薄是這種新型“超級電池”的最大特點，厚約30微米，相當于常見A4紙的三分之一，讓可折疊電子產品問世的可能性大大提高。
記者拿起“超級電池”反復按壓，其像紙張一樣變形。秦凱強補充說，“超級電池”在實驗室反復彎折上千次后，電量損耗不到5%，穩定性很強。除了像紙張一樣輕薄柔軟可變形，天大研發的這種“超級電池”還具有充電快、安全的特點。
當然，“超級電池”目前也存有不足，同等面積下電量沒有鋰電池高。但秦凱強十分樂觀，他說鋰電池剛剛問世時，電量也特別小，經過幾十年不斷發展和技術進步，如今應用十分普遍。因此“超級電池”的應用給未來留下了巨大想象空間。(每日新報)
新型鋰電池：充電40分續航150公里
日前，南京理工大學自動化學院胡文斌副教授帶領的團隊，將純電動大巴車鋰電池的充電時間從三四個小時縮短到了40分鐘，充滿一次電可以跑150公里。
“鋰電池實際上也可以快充的，現在電動汽車用的電池充電慢不是電池的問題，而是因為充電樁功率不夠大、電池能源管理系統跟不上等原因。”胡文斌說，他們的鋰電池不僅自帶散熱系統，而且搭配的智能電池能量管理系統可以監控每一節電池的溫度、電量。
胡文斌解釋，電動汽車的電池組是由幾百節電池串聯起來的，如果快充的話，會造成有的電池先充滿，有的電池還沒充滿，如果這樣拿去用性能會大打折扣。他們研發的智能電池能量管理系統可以解決這個問題。（金陵晚報）
紙片電池：引領電池領域炫酷變革
前幾日，瑞典林雪平大學有機電子實驗室的研究人員與丹麥、美國的同行合作，開發出了一張長寬不過15厘米、厚度不到1毫米，但電容可以達到1法拉的“能源紙”，可媲美目前市場上的超級電容器。這種“能源紙”的外觀和觸感有點像塑料材質，由納米纖維素和導電聚合物制成，可反復充電數百次，每次充電只需要幾秒鐘。這項研究成果目前已經發表在《先進科學》雜志上，瑞典戰略研究基金已經為這項研究撥款，資助他們繼續研發生產這種“能源紙”的“造紙機”。
無獨有偶，今年10月，韓國研究人員也發明了一種新型“納米紙片電池”，生產材料提取自木材的纖維素。科研團隊將纖維素分離成頭發絲的萬分之一大小，并以此為原料制成了鋰電子電池的兩極和隔膜。這種“紙片電池”擁有非常好的柔軟度，甚至可以在被折疊成一只千紙鶴后繼續正常工作。同時，它還克服了傳統電池發熱的弊端，安全性進一步提升，使用壽命是普通電池的3倍以上。科研團隊希望這種“紙片電池”以后廣泛應用于可穿戴設備和電動汽車的動力源，韓國目前也在加快這類電池的商業化步伐。
與“紙片電池”有著異曲同工之妙的是美國斯坦福大學教授鄭曉琳的一項發明——太陽能貼紙。這種新型太陽能電池發電的部分和普通太陽能電池板一樣，但不需要堅硬的基底，輕便而且可以彎曲，可以貼在任何材料的各種物體表面。而且生產太陽能貼紙的硅基可重復利用，只需要消耗水，制作工藝也不復雜，所以成本較低。美國《外交政策》雜志用一句話概括了這項發明帶給人類社會的貢獻——“給予我們隨時隨地的太陽能。”（人民日報海外版）
硫磺電池：提升智能手機40%電池續航
雖然每年智能手機的厚度都在變得越來越薄，但似乎電池的續航卻一直沒有得到提升。背夾式手機電池的大行其道并不足以滿足消費者的需求，人們更希望能夠用上一款電池續航更為強悍的智能手機。而近日，據外媒Nikkei稱，索尼可能正在研發一種新型智能手機電池，這種電池可以使單次充電的續航提升40%。
據外媒Nikkei稱，索尼可能正在尋找一種方式讓自己重新成為移動產業的焦點——并不是通過推出新的智能手機，而是推出新型電池。索尼目前所研發的電池并不是傳統的鋰離子電池，而是一種使用硫磺化合物的新型電池，這種電池能夠使得其電容量得到一定程度的提升。
使用硫磺來制作電池此前也并非沒有被研究過，但其主要的問題在于：這種電池中的電極會溶解到電解質之中，從而導致在每一次充電過后都會出現電容量的下降。不過，Nikkei認為，索尼已經成功地解決了這一問題，目前索尼正在進行安全方面的檢查，并已經開始尋找大規模生產這種電池的方法。
Nikkei認為，索尼的新電池直到2020年之前都不會真正進入消費市場，所以我們將不會短時間內看到我們的智能手機電池續航能力得到顯著提高。但是，如果40％的續航提升是真的話，那么使用這種電池之后，iPhone 6s單次充電之后將可以獲得14個小時的網頁瀏覽時間，這個續航能力已經足以滿足日常生活所需了。畢竟，夢想還是要有的，萬一真的在iPhone 9上實現了呢。（雷鋒網）
