我們的許多常見設備都使用可充電電池(也稱為“二次”電池)，而不是一次性使用的不可充電電池(原電池)。我們預計遲早我們需要在某個時候更換不可充電電池，假設整個單元不是“一次性”的一次性產品(我知道在大多數情況下這是一件壞事，但有時它是為產品供電的唯一可行且有效的方式)。但是，使用帶有可充電設備的產品也很容易讓我們感到舒適，以至于我們很容易忘記，它們的使用壽命也是有限的，這取決于它們可以支持的充電/放電循環(huán)次數，同時還能提供大部分原始容量。

我們可以預期多少個周期?與現實世界中的大多數情況一樣，答案很簡單：“視情況而定”。它取決于多種因素，例如電池化學成分、質量、電池組結構、電池管理系統 (BMS) 的算法(如果有)、用戶放電/充電模式和深度、工作溫度、占空比和更多的。沒有單一的答案，但一個很好的初步估計是，在充電和使用電池的能力嚴重降低之前，有 500 到 1000 個循環(huán)(而且標準也不同)。

毫無疑問，您已經經歷過“沒電”(或幾乎沒電)的可充電電池場景。修復它的范圍從簡單到令人沮喪，幾乎不可能克服。一些設備通過使用標準可充電電池(如 AA 或 18650 尺寸)以及方便的訪問安排來簡化操作。

另一端是定制尺寸和/或難以使用的可充電電池?？蛻粲押眯驮O計應盡可能使用標準電池(起搏器和類似設備除外)并使其易于更換(同樣有非常合理的例外情況)。

出于這些和其他原因，我嘗試跟蹤一般電池技術進展的研發(fā)更新，特別是可充電電池，以及從便攜式到網格尺寸的所有容量。這就是為什么我對查爾默斯理工大學(瑞典)的一個研究項目感到著迷、好奇和有些困惑。

在那里，一個團隊正在研究在可充電電池中使用混凝土。簡而言之，他們的開發(fā)使用了一種水泥基混合物，并添加了少量的短碳纖維，以增加導電性和彎曲韌性。然后，嵌入金屬涂層的碳纖維網 - 陽極為鐵，陰極為鎳 - 被嵌入。研究人員研究了他們的混凝土電解質、陽極和陰極的兩種不同布置，具有層狀結構和浸入式結構，以及組合構成材料和混合物的不同方式。

混凝土電池的兩種常見電池排列方式：(a) 層狀結構和 (b) 浸入式結構。

其結果是一種可充電電池，它基于整個建筑結構中的大體積而不是按重量或體積計算的高能量密度的慣常優(yōu)點，使其具有可行性。他們對各種配方進行了試驗，發(fā)現最佳版本的基于體積的能量密度為 0.8 瓦時/升。

相比之下，鋰電池的密度約為 250-70 W-hr/L，而鉛酸電池的密度約為 80-100 W-hr/L。顯然，這些混凝土電池的能量密度比其他領先的電池化學選擇低幾個數量級。

研究人員通過指出基于混凝土的可充電電池實際上是一種“幾乎一勞永逸”的資源，如果它們用于建造大量使用混凝土的建筑物，則可以應對這些低數字。我可以理解這個邏輯，但也許不是：這是一句俏皮話的變體，“我們每個人都在虧錢，但我們在數量上彌補了它”，除了這里，我們關注的是能量密度而不是金錢.

最后，他們的研究有一個很大的警告：到目前為止，基于混凝土的細胞只能承受適度的循環(huán)次數。在許多方面，這個數字與能量密度規(guī)格一樣重要。他們的學術論文對這個周期數有點含糊，但暗示它處于低兩位數。使用這種可充電混凝土作為大型建筑材料意味著建筑物的結構必須是模塊化的，以便可以移除和更換混凝土部分，然后您還必須處理移除的材料。這種新配方對混凝土本身強度的影響又如何呢?

坦率地說，這似乎不是一個有前途的方法，至少現在還不是。即使將評級提高到數百甚至數千次循環(huán)，混凝土建筑通常也可以使用 50 到 100 年。該混凝土可充電電池在整個生命周期內需要多次更換。即使混凝土電池僅用于應急備用電源，數字仍然看起來不太好。不過，我可能大錯特錯。盡管專家盡了最大的努力和權威人士的沉思，但長期的未來是不可預測和不可預見的?；蛟S這樣的電池可以用作已用完電的電動汽車的路邊增壓充電站：由于它們的重量和剩余材料價值低，它們不太可能被盜!