很難想象如果生活中沒有了電池會是什么樣子。且不說滿大街送外賣的快遞小哥要急紅了眼，大多數(shù)已經(jīng)患上“電子產(chǎn)品重度依賴晚癌”的現(xiàn)代人顯然無法適應(yīng)沒有了愛瘋、PSP的日子;放眼望去，滿大街溜溜跑的純電動汽車失去了用武之地，由一塊小小的電池建構(gòu)起的現(xiàn)代生活似乎瞬間分崩離析...
《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》近日推出年度科技專刊，對鋰電池技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行了回顧，同時介紹了目前鋰電池領(lǐng)域進(jìn)行的前沿創(chuàng)新，對未來家用/工業(yè)級儲能電池產(chǎn)業(yè)亦有探討，車云菌獨家編譯，并有所刪減。
只要經(jīng)常各地飛的朋友們不難發(fā)現(xiàn)，機(jī)場里除了咖啡館和各種餐館常常人滿為患，大家候機(jī)時最喜歡待得地方，莫過于各個登機(jī)口旁邊放置的充電柱，因為現(xiàn)在無論哪個牌子的智能手機(jī)，如果連續(xù)使用，續(xù)航都超不過6~8個小時;而面對市場上眾多品牌的電動車型，單次充電續(xù)航里程的多少，也成了消費者購買電動汽車的主要衡量標(biāo)準(zhǔn)，甚至「里程焦慮」(Range Anxiety)這樣的詞匯也應(yīng)運而生。
原地踏步?
像電池這種在現(xiàn)代生活中扮演著重要角色的儲能產(chǎn)品，卻遲遲跟不上前沿科技快速前進(jìn)的腳步，而赤裸裸的現(xiàn)實只會令人更加郁悶，特別是硅谷很多創(chuàng)業(yè)家對電池技術(shù)的發(fā)展缺乏類似“摩爾定律(Moore's Law)”這樣的理論支撐而深感惋惜。
「摩爾定律」是由英特爾聯(lián)合創(chuàng)始人戈登·摩爾于1965年提出的，他預(yù)測“計算機(jī)芯片每18個月性能都會翻倍，但成本卻在逐漸降低”。對英特爾這樣的芯片商而言，摩爾定律的出現(xiàn)反倒成了刺激其技術(shù)突破的外部力量，所以電池產(chǎn)業(yè)亟待一場能夠帶來翻天覆地變化的革命力量。
誠然，我們?nèi)粘Ｊ褂玫碾姵匾呀?jīng)在性能上有了大幅提升，但是相比摩爾定律描述的芯片技術(shù)的革新速度，仍相差萬里。目前大多數(shù)移動電子設(shè)備和電動汽車都靠鋰電池功能，而正是索尼在20世紀(jì)90年代將其實現(xiàn)了商業(yè)化生產(chǎn)。在過去的幾年里，鋰電池的重量越來越輕，但容量和性能卻與日俱增，像蘋果MacBook Air使用的大尺寸鋰電池，在正常工作模式下，可實現(xiàn)12小時的超長待機(jī)。
美國勞倫斯伯克利國家實驗室(Lawrence Berkeley National Laboratory)，電化學(xué)技術(shù)小組負(fù)責(zé)人Vincent Battaglia認(rèn)為“鋰電池是一種近乎理想的電池”。因為鋰是地球上重量最輕的金屬，相比鉛、鋅和鎳鎘這些比重更大的替代品，它攜帶電子的能力更勝一籌。此外，鋰電池不會出現(xiàn)鎳鎘電池的“記憶效應(yīng)”，所以你完全不必等電量耗盡，隨充隨用也不用擔(dān)心會對電池造成傷害。
但現(xiàn)在的焦點其實在鋰電池自身的相對短板上。鋰的過于活潑導(dǎo)致安全性問題，能量密度偏低，儲電成本偏高等。
盡管目前很多科研人員都在努力嘗試，但大家面臨的主要問題在于如何將理想化的實驗成果轉(zhuǎn)化為可大批量生產(chǎn)的、日常生活能夠使用的電池產(chǎn)品。由于在電極材料的選擇和制造工藝上，并無大幅改觀，因此不少科學(xué)家對鋰電池能量密度是否能在現(xiàn)有水平上得到進(jìn)一步提升，仍持保留意見。
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