據(jù)福布斯雜志報(bào)道，上周，我（本文作者，美國(guó)著名博主羅伯特·拉派爾(RobertRapier)）偶然看到一部有趣的紀(jì)錄片，名為《尋找超級(jí)電池》。我對(duì)這個(gè)話題非常感興趣，因?yàn)殚_(kāi)發(fā)更好、更便宜的電池對(duì)未來(lái)的電動(dòng)汽車和電網(wǎng)來(lái)說(shuō)都至關(guān)重要。

[科學(xué)家研制新型電池：防短路防刺穿，能量密度增加一倍]

電池的改進(jìn)可以提高電動(dòng)汽車的續(xù)航能力，而更便宜的電池可以幫助降低電動(dòng)汽車的成本，從而使更多的消費(fèi)者買(mǎi)得起這種新能源交通工具。對(duì)于電網(wǎng)而言，由于可再生能源的間歇性（有時(shí)不可用），其普及可能存在很大挑戰(zhàn)。因?yàn)轱L(fēng)隨時(shí)可能停止，太陽(yáng)輻射只能在白天被捕捉到，所以這些能量需要被儲(chǔ)存起來(lái)。

有效地儲(chǔ)存電力可以幫助可再生能源在電網(wǎng)中發(fā)揮更大作用。因此，近年來(lái)許多專業(yè)人士都在從事新型電池的研發(fā)。據(jù)《PVMagazine》稱，這一努力正在取得成效，電池價(jià)格在2012年到2017年之間下降了70%。但是，要使電池的使用規(guī)模達(dá)到電網(wǎng)級(jí)水平，還需要繼續(xù)降低成本。鋰離子電池已經(jīng)成為許多消費(fèi)電子產(chǎn)品(如筆記本電腦)和特斯拉(Tesla)電動(dòng)汽車的首選電池，但是這些類型的電池有兩大缺陷需要解決。

首先，雖然鋰金屬電極的使用能幫助鋰離子電池產(chǎn)生更高的能量密度，但它也可以產(chǎn)生類似手指的結(jié)構(gòu)（被稱為樹(shù)突（dendrites）），最終會(huì)導(dǎo)致電池短路。解決這一問(wèn)題的方法是用碳電極取代鋰金屬電極，后者的晶格結(jié)構(gòu)可以容納鋰離子。這樣，新式鋰離子電池就誕生了，盡管它的儲(chǔ)能能力比使用固體鋰金屬電極的電池要低。

其次，鋰離子電池還存在另一個(gè)缺點(diǎn)，它經(jīng)常成為許多新聞報(bào)道的主題。如果這些電池?fù)p壞，它們很可能爆炸或起火。這在筆記本電腦、手機(jī)和電動(dòng)汽車上都曾發(fā)生過(guò)。如果損壞，所有儲(chǔ)存在電池內(nèi)的能量可以在短時(shí)間內(nèi)釋放，結(jié)果可能引發(fā)激烈的大火。新式電池可以改變世界，它既解決了能量密度問(wèn)題，又解決了電池?fù)p壞時(shí)容易引發(fā)火災(zāi)的危險(xiǎn)。

這部新紀(jì)錄片介紹了塔夫斯大學(xué)的邁克·齊默爾曼（MikeZimmerman）教授的發(fā)明。齊默爾曼教授研制出一種電池，用阻燃塑料代替電池中的液體電解質(zhì)。即使被切割、刺穿或壓碎，這種電池也不會(huì)著火。事實(shí)上，盡管損壞嚴(yán)重，它仍然可以繼續(xù)產(chǎn)生電力。鋰電極產(chǎn)生的鋰離子可以快速通過(guò)塑料，其速度與液態(tài)電解質(zhì)差不多。這種塑料還能防止電極形成可能導(dǎo)致電池短路的樹(shù)突。鋰金屬可以用于負(fù)極，這可能會(huì)使電池的能量密度增加一倍。

齊默爾曼教授的工作主要是秘密進(jìn)行的，在《尋找超級(jí)電池》的紀(jì)錄片中露面，是他首次就自己的秘密研究接受電視采訪。他已經(jīng)成立了公司IonicMaterials，并于最近籌集了6500萬(wàn)美元，幫助將這種固態(tài)電池商業(yè)化。這次采訪沒(méi)有提及電池的任何缺點(diǎn)，也沒(méi)有提到將其商業(yè)化的潛在挑戰(zhàn)。但是，如果這種電池能像廣告中所宣傳的那樣發(fā)揮作用，那么它就能大大促進(jìn)綠色能源的生產(chǎn)和發(fā)展，同時(shí)有助于電動(dòng)汽車的普及。