高能液體鋰電池

　　在機(jī)場(chǎng)，你是否曾嘗試去找插座給你的電腦或者手機(jī)充電，卻發(fā)現(xiàn)所有的插座都被占用了？只要你經(jīng)常出差，就會(huì)有這種體會(huì)。在家里也一樣。似乎永遠(yuǎn)都沒(méi)有足夠的插座來(lái)滿足你的各種設(shè)備。
　　每當(dāng)這時(shí)候，你都會(huì)想起那可悲的電池， 怎么就這么不經(jīng)用呢？
　　不完美的鋰電池
　　1801年，意大利物理學(xué)家伏特（Alessandro Volta，1745～1827）把他的“電堆”裝置演示給拿破侖看，伏特電堆可以穩(wěn)定地供應(yīng)流動(dòng)的電荷，這就是用銅板和鋅板組成的電池，即伏打電池，也就是干電池的前身。伏特可能想不到兩個(gè)世紀(jì)之后，他的發(fā)明成了人類生活的中心。
　　如今移動(dòng)電子市場(chǎng)正在繁榮，每年數(shù)十億的元件生產(chǎn)和數(shù)十億的美元利潤(rùn)。而鋰電池則是現(xiàn)代電子消費(fèi)市場(chǎng)的中心。鋰電池如今受歡迎的程度幾乎讓人難以置信，無(wú)論是筆記本電腦、移動(dòng)電話還是iPod上都能發(fā)現(xiàn)它們的身影。因?yàn)榫G色能源的呼聲越來(lái)越高，鋰電池也受到挑戰(zhàn)。
　　近日，比爾·蓋茨也在推特上呼吁研發(fā)新的更好的可再生的能源。他順便提到，地球上所有的電池儲(chǔ)存的電量只夠全世界使用10分鐘。但是由于我們的太陽(yáng)不能按照我們的要求發(fā)光，風(fēng)不能按照我們的意愿吹來(lái)，這些可再生能源的成功應(yīng)用依賴于我們高效的儲(chǔ)電能力。電化學(xué)電池，特別是鋰電池，成為了最佳選擇，因?yàn)樗鼈儼鸦瘜W(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔苄屎芨卟⑶覠o(wú)有毒物質(zhì)釋放。
　　玻利維亞、智利和阿根廷擁有世界上最豐富的鋰資源。南美國(guó)家巨大儲(chǔ)量的碳酸鋰鹽可使汽車電池制造商持續(xù)使用幾個(gè)世紀(jì)。智利SQM、美國(guó)FMC、德國(guó)Chemetal三巨頭主導(dǎo)著全球70%以上的碳酸鋰產(chǎn)能。
　　迄今，鋰電池還不切合混合動(dòng)力車或電動(dòng)汽車的技術(shù)要求。我們面臨的挑戰(zhàn)是超越現(xiàn)在的化學(xué)技術(shù)從而生產(chǎn)更安全、更便宜、更大能量密度的電池，這非常困難。但是由于生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和政治的回報(bào)以至于多個(gè)國(guó)家直接在電池技術(shù)研發(fā)方面投入了驚人數(shù)額的資金。過(guò)去十年，“先進(jìn)的電池如雨后春筍般涌現(xiàn)”。
　　在電動(dòng)車行業(yè)，早期在混合動(dòng)力車投注中獲勝的日本商人仍是最大玩家，許多汽車制造商和電池生產(chǎn)商聯(lián)合起來(lái)以追趕領(lǐng)跑的日本人。
　　近日，美國(guó)麻省理工學(xué)院的科學(xué)家研制出了一種新型半固態(tài)液流電池，其成本僅為現(xiàn)有電動(dòng)汽車所用電池的三分之一，但卻能讓電動(dòng)汽車一次充電的行駛里程加倍。
　　新d3d9036b976dfe0fef205544ed6be3cfb48f478c55ea7ddccdeda2c43073890f型液態(tài)電池
　　一般來(lái)說(shuō)，在化學(xué)系統(tǒng)中有兩種儲(chǔ)存電能的方法。一種是標(biāo)準(zhǔn)的電池，其中電極的整個(gè)材料充作存儲(chǔ)介質(zhì)。這種電池可以儲(chǔ)存很多能量但是能量的獲取相對(duì)較難——因?yàn)槌浞烹姷乃俣群苈Ａ硗庖环N是超級(jí)電容器。它只在電極表面儲(chǔ)存能量。其充放電速度雖快卻不能儲(chǔ)存很多能量。
　　現(xiàn)在，電動(dòng)汽車的發(fā)展受制于電池笨重、昂貴且浪費(fèi)空間。例如，日產(chǎn)公司聆風(fēng)(Leaf)電動(dòng)汽車電池2/3的體積內(nèi)充斥著提供結(jié)構(gòu)支持但不產(chǎn)生電力的材料，非常耗電。
　　電池界一直以來(lái)的目標(biāo)就是找到一種既能儲(chǔ)存大量能量又能快速放電的材料，麻省理工學(xué)院的蔣業(yè)明教授認(rèn)為他們研究出來(lái)的就是這種材料。
　　在普通電池內(nèi)，離子通過(guò)液體或粉末電解液在兩個(gè)固體電極之間來(lái)回穿梭，迫使電子在連接電極的外部電線上流動(dòng)來(lái)產(chǎn)生電流。而在新電池內(nèi)，電極為細(xì)小的鋰化合物粒子與液體電解液混合形成的泥漿，電池使用兩束泥漿流，一束帶正電，一束帶負(fù)電。
　　麻省理工學(xué)院的蔣業(yè)明教授表示，他們研制出的鋰“半固體”流體電池每單位體積傳遞的電力是傳統(tǒng)電池的10倍。新電池每制造出1千瓦時(shí)電力的成本為250美元，為現(xiàn)有電池成本的三分之一。而且，充電一次，電動(dòng)汽車可行駛300公里，是現(xiàn)有電池的2倍。
　　蔣業(yè)明和其同事克雷格·卡特以及實(shí)業(yè)家斯魯普·萬(wàn)爾德創(chuàng)辦了一家公司專門研制這種電池，希望于2013年研制出電池模型。