盤點(diǎn)新一代電池技術(shù)：石墨烯/鋰空氣電池等

　　幾乎全世界相關(guān)產(chǎn)業(yè)的科研力量都涉足了電池研究。突破了這一點(diǎn)，就突破了新能源車與傳統(tǒng)動(dòng)力車之間的藩籬，剩下的路一馬平川。當(dāng)然，神奇的自然規(guī)律不會(huì)讓我們那么容易得逞。

　　電池中可憐的電子遷移比例，決定了電池遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上汽油，柴油，丁烷，丙烷，天然氣，當(dāng)然更比不上氫燃料--因?yàn)闅浔旧砜梢詫⑷康碾娮訁⒓踊瘜W(xué)反應(yīng)。豐田的氫燃料汽車，從能量密度角度看，是完美的化學(xué)解決方案。它的難度在于龐大昂貴的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和吸附、儲(chǔ)存介質(zhì)--氣態(tài)的氫實(shí)在太活躍太危險(xiǎn)了。

　　結(jié)果就是豐田率領(lǐng)自己的雁陣，在列島的孤立之境中曲高和寡地玩兒。氫燃料的科技門檻太高，以至于大家對(duì)燃料電池在廣袤的大陸國家大規(guī)模應(yīng)用，有點(diǎn)缺乏信心。當(dāng)然，除非豐田能想出更石破天驚的法子，解除大家對(duì)燃料電池安全和成本的戒心。

　　無數(shù)聰明的頭腦和天量科研資金，仍然投入到電池研發(fā)中，盡管它的能量密度可憐。

　　本田燃料電池概念車FCV concept

　　正如我們?cè)诟咧谢瘜W(xué)中學(xué)到的，大多數(shù)物質(zhì)電子轉(zhuǎn)移的比例都很低。只有元素周期表的前兩行的輕原子有可能成為好的能量載體。除掉惰性氣體和氮(跟惰性氣體差不多的德性)，還有熏死人的氟，只剩下氫(100%)，碳(66%)，硼(60%)，鈹(50%)，鋰(33%)--括號(hào)里是參加反應(yīng)的電子比例。

　　豐田氫燃料電池概念車--FCV Plus

　　大家很容易發(fā)現(xiàn)，最適合能量載體的仍然是碳和氫。碳?xì)浠衔铮痪褪俏覀兂Ｓ玫钠吞烊粴庖活惖娜剂蠁?

　　出于排放考慮的電池，能選用的正負(fù)極材料，仍然必須在上述圈子里尋找。在可憐的能量密度提不上去的同時(shí)，我們還得操心別的事。

　　經(jīng)典派

　　電池技術(shù)已經(jīng)發(fā)展了百余年，早就過了爆發(fā)期。對(duì)于未來我們必須要有現(xiàn)實(shí)態(tài)度。支持電池發(fā)展的分子物理和化學(xué)分支，二戰(zhàn)以后沒有重大理論突破。我們見證了從鉛酸到鎳鎘、從鎳鎘到鎳氫、從鎳氫到現(xiàn)在的鋰離子的可充放電池發(fā)展歷程。這期間電池結(jié)構(gòu)沒有什么變化，可預(yù)見的未來也不會(huì)有。因此，不要想著爆個(gè)大新聞。

　　研究經(jīng)典電池的大多數(shù)機(jī)構(gòu)或者公司，都在正負(fù)極材料、電解液、隔膜上做文章。

　　特斯拉Model S配高性能鈷酸鋰電池

　　倒退兩年，正極材料研究是熱點(diǎn)。除了特斯拉熱捧的鈷酸鋰之外，目前的其它鋰電池正極熱點(diǎn)材料，還有三元化合物L(fēng)i(NiCoMn)O2 、磷酸鐵鋰 (LiFePO4)。 然而由于壓實(shí)密度原因，采用這些材料的電池的容量并不如鈷酸鋰電池。為什么人們還要大力研究?

　　Model S電池與車架融為一體

　　鈷酸鋰電池好是好，只是由于熱失控的問題體積做不大?；谕瑯拥脑?，為追求大電量，需要將眾多鈷酸鋰電池堆疊在一起。精確管理這些小電池，似乎成為控制技術(shù)的噩夢(mèng)。特斯拉將它們劃分成數(shù)百個(gè)小單元分別控制。但過高的成本讓特斯拉缺乏追隨者。

　　前幾天在京高調(diào)召開發(fā)布會(huì)的微宏公司，用三元材料作正極，鈦酸鋰作負(fù)極，并對(duì)電解液和隔膜進(jìn)行了獨(dú)到的設(shè)計(jì)。公司高層宣稱可以在300攝氏度時(shí)不陷入熱失控。