有關電池的追問

　　□ 林小春

　　電池在我們的生活中已無處不在：手機、平板電腦、電子書、遙控器、智慧手錶、電動汽車……作為新工業革命的一種支撐性技術，小小電池的技術進步，也會撬動全球能源的大格局，對社會生活的影響更是方方面面。

　　如何讓電池快充電？如何讓手機待機時間更長？終極電池離我們有多遠……電池問題讓老百姓越來越關心。近日，以能源研究著稱的美國阿爾貢國家實驗室的研究員陸俊，對此進行了解答。

　　問：手機電池與電動車電池是一回事嗎？

　　答：電池用在哪個方面，是電池本身的性質所決定的，不是想用在哪就可以用哪。它其實分為車用、消費電子産品用、儲能用幾種，每一種的性能和成本要求都不一樣。例如現在手機用的鋰離子電池，它的正極材料一般是鋰鈷氧化物，也稱鈷酸鋰。這種材料很貴，不太適合用到電動車上，所以現在電動車用的電池材料多是以鎳基、鐵基或錳基為主的過渡金屬氧化物，比如錳酸鋰。

　　問：如何讓電動車電池快充電？

　　答：充電速度一直是電動車發展的瓶頸之一。充電分為快充和慢充。在充電樁快充一次一般需要一小時，但只能充入不到80%的電量。要想電量“滿格”，需要慢充，一般要6~7個小時。

　　人們對快充的需求最大，但快充首先取決於電池材料，因為快充需要的電流比較大，對電池材料的要求高，不是所有材料都適合快充。適合快充的電池材料主要是錳酸鋰與鈦酸鋰。鈦酸鋰的電池一般充電速度比較快。

　　未來的技術可以進一步縮短快充的時間，同時增大電動車的續航里程。鋰空氣電池技術目前普遍被看好，有關技術未來幾年一旦成熟，有可能改變充電的概念。當電池電量不足時，人們只需要更換電極材料，不再需要充電，更不需要長時間等待。

　　問：如何解決手機待機時間短的問題？

　　答：目前手機使用的主要還是鋰離子電池。鋰離子電池性能提高的空間還是有的，能量密度估計最多還可提高1倍，但肯定不及下一代鋰電池那麼大。未來的5~10年，鋰離子電池仍會主導手機電池市場，而下一代鋰電池要商業化還有距離。

　　問：終極電池離我們有多遠？

　　答：鋰空氣電池的蓄電能力理論上是目前市場上鋰電池的10倍，是非常熱門的下一代電池，也被稱為終極電池。這種電池的基礎研究進展很快，但還沒有準備好商業化。我個人認為，它的商業化還需要5~10年，中間有很多問題需要解決。無論美國還是其他國家，都在鋰空氣電池研究上大量投入，目標是讓它商業化。這是下一代鋰電池的一個重要方向，但不會是唯一方向。

　　下一代電池的另一個方向是鋰硫電池，它已經比較接近商業化。這種電池的負極目前以金屬鋰片為主，正極活性材料是元素硫。雖然鋰硫電池接近了商業化，但同樣也有很多問題需要解決，比如穩定性、可迴圈性和安全性等都有待進一步提高。

　　陸俊最後表示，如果有一天，下一代電池技術成熟了，希望電動車能夠主導汽車市場，甚至取代燃油汽車。這將有利於環境，而且，畢竟石油資源是有限的。陸俊還表示，人們的生活中離不開電池。電池越好，人們的生活就越方便。（據新華社）