为何电动汽车还没有普及呢？

锂离子电池很容易着火，必须使用吗?阅读与生活密切相关的电池知识

假如电池要再次改变我们的生活，有三个问题要解决:电力、能源和安全。

电动飞机可能成为特种业的未来。从理论上讲，电动飞机比传统飞机更安静、更便宜、更环保。假如一架电动飞机一次充电就能飞行1000公里，它就能完成当今近一半的商业飞行，并将全球特种碳排放减少15%。

电动汽车也是如此。事实上，电动汽车不仅环保，而且性能更好。电机噪音小，可以快速响应司机的指令。给汽车充电比烧油便宜多了。电动汽车的移动部件更少，维护成本更低。

为何电动汽车还没有普及呢?因为电池太贵了，所以买一辆电动汽车的前期成本比买一辆类似的汽油动力车要高。除非你一直开车，否则省下的汽油不足以支付你的前期成本。简而言之，电动汽车还不够经济。

电池还不能通过重量或体积为客机供应动力。人类要在电池技术上取得突破，才能真正普及。

便携式电池设备改变了我们的生活，但电池受到物理定律的限制。在1799年发明了第一块电池的两个多世纪后，我们一直在研究它，但科学家们仍然不完全了解设备内部的情况。我们只了解，假如我们想让电池再次改变我们的生活，有三个问题要解决:电力、能源和安全。

没有通用的锂离子电池

每个锂离子电池有两个极:一个阴极和一个阳极。大多数锂离子电池的正极是由石墨制成的，而负极则由多种材料制成，具体取决于电池的使用场合。从下图中可以看出不同阴极材料对电池性能的影响。

权力挑战

很多时候，我们把能量和能量混在一起，但是在电池上，这两个词的意思略有不同。功率表示能量释放的速率。我们称之为权力。

假如你想让一架商用飞机一次充电飞行1000公里，你要强大的电池，在很短的时间内释放足够的能量，尤其是在起飞的时候。所以，它不足以在电池中储存很多能量，它必须很快被释放出来。

假如你想解决电源问题，你要更多地了解一些商业电池的内部结构。我们总是大肆宣传新的电池技术，重要是因为我们不关注细节。

我们使用的电池中最常见的化学物质是锂离子。大多数专家认为，没有其他化学物质能够在10年或更长的时间内打败锂超粒子。锂离子电池有两个电极(阴极和阳极)，一个隔膜(一种传导离子而不是电子以防止短路的材料)，一个隔膜在中间，一个电解质(通常是液体)允许锂离子在两极之间来回流动。当电池充电时，离子从阴极流向阳极，当电池放电时，离子向相反的方向移动。

把它想象成两个面包，一个在左边是阴极，另一个在右边是阳极。让我们假设阴极是由镍、锰和钴板(NMCS)组成的，阳极是由石墨构成的，石墨作为一层又一层的碳原子。

在放电状态下，NMC面包夹在锂离子层之间。当电池充电时，锂离子从夹层中被提取出来，并强行通过液体电解质。分离器确保只有锂离子可以通过石墨层。当电池充满电后，阴极就没有锂离子了，锂离子整齐地排列在石墨块之间。当电池释放能量时，锂离子流回阴极，直到阳极没有锂离子。那就是我们要重新充电的时候。

本质上，电池的功率是由它处理的速度决定的。加快速度不是那么容易的。假如锂离子从阴极中提取得太快，就会损坏阴极层。因此，手机、笔记本电脑或电动汽车使用的时间越长，电池寿命就越短。每次充电和放电，面包屑都会变得脆弱。

许多公司正在寻找更好的解决方法。一种想法是用更强的东西代替电极层。例如，瑞士电池公司Leclanche正在开发一种以锂铁磷酸盐(LFP)为阴极，橄榄状结构，钛酸锂氧化物(LTO)为阴极的技术