能源带着走

无论是手电筒还是特斯拉：没有蓄电池就无法运行。蓄电池技术的未来又是怎样的呢？世界各地的研究人员都在寻找全新的解决方案。

在电动汽车领域，没它可不行：蓄电池。它为无数的车辆和应用提供“能量”，正是因为它们不需要始终与电源插座保持连接。尽管电池技术在最近十几年取得了长足的进步，但与现代高科技电子产品相比，蓄电池似乎还是有点“过时”。例如：智能手机的微处理器能够在几秒钟内执行数十亿次的算术运算。但是等待电池充电却需要几个小时。此外，就重量而言，电池往往是所有安装元件中最重的。消费者可能会对此感到不悦，但正如我们从半导体行业中所得知的一样，蓄能器及其内部的化学反应就体型来讲本来就无法微型化。平常我们就接触过不同的蓄电池类型：

• 廉价的碱性电池，例如用于遥控器和手表
• 镍镉电池，与碱性电池类似，但可以充电
• 锂离子电池，例如用于相机、钻孔设备和电动汽车
• 锂聚合物电池，例如用于智能手机和平板电脑。锂聚合物电池是一种特殊类型的锂离子电池，因为凝胶状电解质取代液体状电解质，使其在结构上非常扁平化。但它比锂离子电池更加敏感。

虽然锂离子电池是当今的黄金标准，但某些缺点也不容忽视。可能每个人都已经看过智能手机或电动汽车起火甚至爆炸的照片——情景恐怖。这正是全世界都在致力于研究新的蓄电池类型和技术的原因。目标：减少蓄电池的尺寸、重量、充电时间和价格，同时还要提高安全性。此外，作为许多电池的主要组成部分，锂和钴元素并不是可以无限制开采使用的。

最有可能的接替者应该是镁电池。卡尔斯鲁厄理工学院 (KIT) 和乌尔姆亥姆霍兹研究所的一个研究项目就是这项技术。“镁电池与传统锂离子电池相比具有决定性的优势，”KIT在新闻稿中写道，“镁作为阳极材料可以提高能量密度，也许还会更加安全。”另一个优点：镁作为原料来源足足比锂多出约3000倍，而且更容易回收利用。“如果欧洲在开发方面取得进展，镁电池也有助于降低亚洲电池制造商的主导地位，并在欧洲建立具有竞争力的电池制造产业，”KIT继续写道。所谓的固态蓄电池（固体可充电电池）的另一个候选项目则是来自玻璃，这一听会让人感到非常惊讶。其中出现的钠是最常见的元素之一。这种带有特殊玻璃作为电解质的蓄电池能在数分钟内充电，并提供比易燃的锂离子电池更高的安全性。然而，这种全新的电池技术还需要几年的光景才能达到市场成熟度并最终取代锂离子电池。

maxon探索蓄电池的世界

驱动装置专家maxon将成为蓄电池制造商？这不是未来愿景，而是已经发生的事实。maxon进入能源供应世界的旅程是从开发BIKEDRIVE开始，这是一种将普通自行车变成电动自行车的改装套件。在maxon遇到蓄电池供货商的难题后，便决定自己着手制造蓄电池。这绝对是件知之非难，行之不易的事情。因为制造蓄电池需要工程设计技术、专业知识和生产设施。“对我们来说，这是一个相对较新但非常令人兴奋的领域，”maxon先进机器人技术及系统公司（mars）的员工Benny Keller说。

电池组是由数个通常可提供3.7 V电压的单电池所组成。根据这些单电池的互连情况，电池组会产生不同的规格。电池串联连接时，电压会累积。反之，如果是并联连接，电容量则会增加。将这样的单电池进行“再包装”需要技能和专业知识。“此外，还必须符合许多安全标准，”Benny Keller解释说。将单电池妥善粘合和互连之后，电池组还不算真正完成。还有电池管理系统 (BMS) 也是必要的一部分。这个电子元件通常是以电路板的形式安装在蓄电池的外壳上。maxon专家研发并生产出自己的BMS。BMS确保各个电池能够均匀充电和放电。这对蓄电池的使用寿命至关重要。同样从安全方面来说，BMS确有其必要性。例如，它可以防止蓄电池在过低或过高的温度下充电或承受负载。

毋庸置疑：作为蓄电池领域的新手，maxon并非在一夕之间就可以开始批量生产。但在原型和小批量生产方面，吉斯维尔 (Giswil) 的工厂配备齐全足可应付。在大批量生产方面，maxon则寻求德国南部知名制造商的帮助。maxon的蓄电池主要应用当然是在电动汽车和机器人技术领域中。