钜大LARGE | 点击量：648次 | 2021年11月05日
小小电池如何撬动全球能源大格局
电池在我们的生活中已无处不在：手机、平板电脑、电子书、遥控器、智能手表、电动汽车……作为新工业革命的一种支撑性技术，小小电池的技术进步，也会撬动全球能源的大格局，对社会生活的影响更是方方面面。
如何让电池快充电？如何让手机待机时间更长？最终电池离我们有多远……电池问题让老百姓越来越关心。近日，记者采访了以能源研究著称的美国阿尔贡国家实验室的研究员陆俊，他对此进行了解答。
问：手机电池与电动汽车电池是一回事吗？
答：电池用在哪个方面，是电池本身的性质所决定的，不是想用在哪就可以用哪。它其实分为车用、消费电子产品用、储能用几种，每一种的性能和成本要求都不相同。例如现在手机用的锂离子电池，它的正极材料一般是锂钴氧化物，也称钴酸锂。这种材料很贵，不太适合用到电动汽车上，所以现在电动汽车用的电池材料多是以镍基、铁基或锰基为主的过渡金属氧化物，比如锰酸锂。
问：如何让电动汽车电池快充电？
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
答：充电速度一直是电动汽车发展的瓶颈之一。充电分为快充和慢充。在充电桩快充一次一般要一小时，但只能充入不到80％的电量。要想电量“满格”，要慢充，一般要6到7个小时。
人们对快充的需求最大。但快充首先取决于电池材料，因为快充要的电流比较大，对电池材料的要求高，不是所有材料都适合快充。适合快充的电池材料重要是锰酸锂与钛酸锂。钛酸锂的电池一般充电速度比较快。
未来的技术可以进一步缩短快充的时间，同时增大电动汽车的续航的里程。锂空气电池技术目前普遍被看好，有关技术未来几年一旦成熟，有可能改变充电的概念。当电池电量不足时，人们只要更换电极材料，不再要充电，更不要长时间等待。
问：如何解决手机待机时间短的问题？
答：目前手机使用的重要还是锂离子电池。锂离子电池性能提高的空间还是有的，能量密度估计最多还可提高1倍，但肯定不及下一代锂离子电池那么大。未来的5到10年，锂离子电池仍会主导手机电池市场，而下一代锂离子电池要商业化还有距离。
问：最终电池离我们有多远？
答：锂空气电池的蓄电能力理论上是目前市场上锂离子电池的10倍，是非常热门的下一代电池，也被称为最终电池。这种电池的基础研究进展很快，但还没有准备好商业化。我个人认为，它的商业化还要5到10年，中间有很多问题要解决。无论美国还是其他国家，都在锂空气电池研究上大量投入，目标是让它商业化。这是下一代锂离子电池的一个重要方向，但不会是唯一方向。
下一代电池的另一个方向是锂硫电池，它已经比较接近商业化。这种电池的负极目前以金属锂片为主，正极活性材料是元素硫。
陆俊最后表示，假如有一天，下一代电池技术成熟了，希望电动汽车能够主导汽车市场，甚至取代燃油汽车。这将有利于环境，而且，毕竟石油资源是有限的。（科技日报）
