根據(jù)工業(yè)研究公司The Freedonia Group的數(shù)據(jù)，預(yù)計(jì)全球?qū)σ淮?a href="http://kastersky.com/">電池和二次電池的需求將以每年7.7％的速度增長，到2019年達(dá)到1200億美元。真正的增長在于二次（可充電）電池和據(jù)Frost＆Sullivan稱，二次電池占全球市場(chǎng)的76.4％，預(yù)計(jì)2015年這一數(shù)字將增至82.6％。需求主要來自手機(jī)和平板電腦。早先的估計(jì)高估了對(duì)電動(dòng)汽車的需求，此后數(shù)據(jù)已向下調(diào)整。 2009年，原電池 占全球市場(chǎng)份額的23.6％，預(yù)計(jì)到2015年將下降7.4％。非充電電池用于手表，電子鑰匙，遙控器，玩具，手電筒，信標(biāo)和軍事裝備。

電池類型概述

電池按化學(xué)分類，最常見的是基于鋰，鉛和鎳的系統(tǒng)。圖1顯示了這些化學(xué)物質(zhì)的分布。鋰離子電池的收入份額為37％，是便攜式設(shè)備和電動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)的首選電池。到目前為止沒有其他系統(tǒng)威脅到它的統(tǒng)治地位。

鉛酸是大量使用的強(qiáng)大而經(jīng)濟(jì)的動(dòng)力源。盡管鋰離子電池正在進(jìn)入鉛酸市場(chǎng)，但對(duì)鉛酸電池的需求仍在增長。這些應(yīng)用分為汽車起動(dòng)電池，也稱為SLI（20％），動(dòng)力備用固定電池（8％），輪式移動(dòng)式深循環(huán)電池（5％），如高爾夫球車，輪椅和剪叉式升降機(jī)。高比能量和長儲(chǔ)存使得堿性比舊的碳鋅更受歡迎，鎳氫（NiMH）繼續(xù)發(fā)揮重要作用，因?yàn)樗〈讼惹坝涉囨k電池。

新興的電池使用是用于個(gè)人運(yùn)輸?shù)碾妱?dòng)動(dòng)力系統(tǒng)。電池成本，壽命和環(huán)境問題決定了汽車行業(yè)采用這種新型推進(jìn)系統(tǒng)的速度。化石燃料便宜，方便且容易獲得; 替代模式面臨強(qiáng)烈反對(duì)，特別是在北美。可能需要政府的激勵(lì)措施，但這種干預(yù)會(huì)扭曲真正的能源成本，保護(hù)化石燃料的潛在問題，并為選擇提供短期解決方案。

進(jìn)一步推動(dòng)電池增長的新市場(chǎng)是可再生能源的電動(dòng)自行車和存儲(chǔ)系統(tǒng)，房主，企業(yè)和發(fā)展中國家正從中受益。大型網(wǎng)格蓄電池在高活動(dòng)期間收集剩余能量，并在輸入較低或用戶需求較大時(shí)彌合差距。

電池的發(fā)展方向

電池正在兩個(gè)方面推進(jìn)，反映出更長的運(yùn)行時(shí)間增加的比能量和更高的特定功率以滿足高電流負(fù)載要求。改善電池的一個(gè)特性可能不會(huì)自動(dòng)強(qiáng)化另一個(gè)特性，并且通常存在折衷。圖2說明了Wh / kg比能量與W / kg比功率之間的關(guān)系。

在比能量和比功率方面表現(xiàn)最佳的電池是二次鋰金屬（鋰金屬）。早期的版本是在20世紀(jì)80年代由Moli Energy引入的，但陽極上金屬鋰的不穩(wěn)定促使1991年召回。固體鋰傾向于形成導(dǎo)致短路的金屬絲或樹枝狀晶體。其他公司解決這個(gè)問題的進(jìn)一步嘗試最終導(dǎo)致了發(fā)展的中斷。

鋰金屬電池的獨(dú)特品質(zhì)促使制造商重新考慮這種強(qiáng)大的化學(xué)反應(yīng)。通過將金屬鋰與錫和硅混合，可以實(shí)現(xiàn)馴服枝晶并達(dá)到所需的安全標(biāo)準(zhǔn)。石墨烯也正在嘗試作為改進(jìn)的分離器的一部分。石墨烯是一層薄薄的純碳，其厚度為一個(gè)原子，以六邊形蜂窩結(jié)合在一起。還嘗試了防止枝晶滲透的多層隔膜。新的實(shí)驗(yàn)鋰金屬電池達(dá)到300Wh / kg，潛力更高。