據福布斯雜誌報道, 上周, 我 (本文作者, 美國著名博主羅伯特·拉派爾(Robert Rapier)) 偶然看到一部有趣的紀錄片, 名為《尋找超級電池》. 我對這個話題非常感興趣, 因為開發更好, 更便宜的電池對未來的電動汽車和電網來說都至關重要. 電池的改進可以提高電動汽車的續航能力, 而更便宜的電池可以幫助降低電動汽車的成本, 從而使更多的消費者買得起這種新能源交通工具.
對於電網而言, 由於可再生能源的間歇性 (有時不可用) , 其普及可能存在很大挑戰. 因為風隨時可能停止, 太陽輻射只能在白天被捕捉到, 所以這些能量需要被儲存起來.
有效地儲存電力可以幫助可再生能源在電網中發揮更大作用. 因此, 近年來許多專業人士都在從事新型電池的研發. 據《PV Magazine》稱, 這一努力正在取得成效, 電池價格在2012年到2017年之間下降了70%. 但是, 要使電池的使用規模達到電網級水平, 還需要繼續降低成本. 鋰離子電池已經成為許多消費電子產品(如筆記型電腦)和特斯拉(Tesla)電動汽車的首選電池, 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生更高的能量密度, 但它也可以產生類似手指的結構 (被稱為樹突 (dendrites) ) , 最終會導致電池短路. 解決這一問題的方法是用碳電極取代鋰金屬電極, 後者的晶格結構可以容納鋰離子. 這樣, 新式鋰離子電池就誕生了, 儘管它的儲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缺點, 它經常成為許多新聞報道的主題. 如果這些電池損壞, 它們很可能爆炸或起火. 這在筆記型電腦, 手機和電動汽車上都曾發生過. 如果損壞, 所有儲存在電池內的能量可以在短時間內釋放, 結果可能引發激烈的大火. 新式電池可以改變世界, 它既解決了能量密度問題, 又解決了電池損壞時容易引發火災的危險.
這部新紀錄片介紹了塔夫斯大學的邁克·齊默爾曼 (Mike Zimmerman) 教授的發明. 齊默爾曼教授研製出一種電池, 用阻燃塑料代替電池中的液體電解質. 即使被切割, 刺穿或壓碎, 這種電池也不會著火. 事實上, 儘管損壞嚴重, 它仍然可以繼續產生電力. 鋰電極產生的鋰離子可以快速通過塑料, 其速度與液態電解質差不多. 這種塑料還能防止電極形成可能導致電池短路的樹突. 鋰金屬可以用於負極, 這可能會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行的, 在《尋找超級電池》的紀錄片中露面, 是他首次就自己的秘密研究接受電視採訪. 他已經成立了公司Ionic Materials, 並於最近籌集了6500萬美元, 幫助將這種固態電池商業化. 這次採訪沒有提及電池的任何缺點, 也沒有提到將其商業化的潛在挑戰. 但是, 如果這種電池能像廣告中所宣傳的那樣發揮作用, 那麼它就能大大促進綠色能源的生產和發展, 同時有助於電動汽車的普及.
