高能液體鋰電池

　　在機場，你是否曾嘗試去找插座給你的電腦或者手機充電，卻發(fā)現(xiàn)所有的插座都被占用了？只要你經(jīng)常出差，就會有這種體會。在家里也一樣。似乎永遠都沒有足夠的插座來滿足你的各種設備。
　　每當這時候，你都會想起那可悲的電池， 怎么就這么不經(jīng)用呢？
　　不完美的鋰電池
　　1801年，意大利物理學家伏特（Alessandro Volta，1745～1827）把他的“電堆”裝置演示給拿破侖看，伏特電堆可以穩(wěn)定地供應流動的電荷，這就是用銅板和鋅板組成的電池，即伏打電池，也就是干電池的前身。伏特可能想不到兩個世紀之后，他的發(fā)明成了人類生活的中心。
　　如今移動電子市場正在繁榮，每年數(shù)十億的元件生產(chǎn)和數(shù)十億的美元利潤。而鋰電池則是現(xiàn)代電子消費市場的中心。鋰電池如今受歡迎的程度幾乎讓人難以置信，無論是筆記本電腦、移動電話還是iPod上都能發(fā)現(xiàn)它們的身影。因為綠色能源的呼聲越來越高，鋰電池也受到挑戰(zhàn)。
　　近日，比爾·蓋茨也在推特上呼吁研發(fā)新的更好的可再生的能源。他順便提到，地球上所有的電池儲存的電量只夠全世界使用10分鐘。但是由于我們的太陽不能按照我們的要求發(fā)光，風不能按照我們的意愿吹來，這些可再生能源的成功應用依賴于我們高效的儲電能力。電化學電池，特別是鋰電池，成為了最佳選擇，因為它們把化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔苄屎芨卟⑶覠o有毒物質(zhì)釋放。
　　玻利維亞、智利和阿根廷擁有世界上最豐富的鋰資源。南美國家巨大儲量的碳酸鋰鹽可使汽車電池制造商持續(xù)使用幾個世紀。智利SQM、美國FMC、德國Chemetal三巨頭主導著全球70%以上的碳酸鋰產(chǎn)能。
　　迄今，鋰電池還不切合混合動力車或電動汽車的技術要求。我們面臨的挑戰(zhàn)是超越現(xiàn)在的化學技術從而生產(chǎn)更安全、更便宜、更大能量密度的電池，這非常困難。但是由于生態(tài)、經(jīng)濟和政治的回報以至于多個國家直接在電池技術研發(fā)方面投入了驚人數(shù)額的資金。過去十年，“先進的電池如雨后春筍般涌現(xiàn)”。
　　在電動車行業(yè)，早期在混合動力車投注中獲勝的日本商人仍是最大玩家，許多汽車制造商和電池生產(chǎn)商聯(lián)合起來以追趕領跑的日本人。
　　近日，美國麻省理工學院的科學家研制出了一種新型半固態(tài)液流電池，其成本僅為現(xiàn)有電動汽車所用電池的三分之一，但卻能讓電動汽車一次充電的行駛里程加倍。
　　新d3d9036b976dfe0fef205544ed6be3cfb48f478c55ea7ddccdeda2c43073890f型液態(tài)電池
　　一般來說，在化學系統(tǒng)中有兩種儲存電能的方法。一種是標準的電池，其中電極的整個材料充作存儲介質(zhì)。這種電池可以儲存很多能量但是能量的獲取相對較難——因為充放電的速度很慢。另外一種是超級電容器。它只在電極表面儲存能量。其充放電速度雖快卻不能儲存很多能量。
　　現(xiàn)在，電動汽車的發(fā)展受制于電池笨重、昂貴且浪費空間。例如，日產(chǎn)公司聆風(Leaf)電動汽車電池2/3的體積內(nèi)充斥著提供結(jié)構支持但不產(chǎn)生電力的材料，非常耗電。
　　電池界一直以來的目標就是找到一種既能儲存大量能量又能快速放電的材料，麻省理工學院的蔣業(yè)明教授認為他們研究出來的就是這種材料。
　　在普通電池內(nèi)，離子通過液體或粉末電解液在兩個固體電極之間來回穿梭，迫使電子在連接電極的外部電線上流動來產(chǎn)生電流。而在新電池內(nèi)，電極為細小的鋰化合物粒子與液體電解液混合形成的泥漿，電池使用兩束泥漿流，一束帶正電，一束帶負電。
　　麻省理工學院的蔣業(yè)明教授表示，他們研制出的鋰“半固體”流體電池每單位體積傳遞的電力是傳統(tǒng)電池的10倍。新電池每制造出1千瓦時電力的成本為250美元，為現(xiàn)有電池成本的三分之一。而且，充電一次，電動汽車可行駛300公里，是現(xiàn)有電池的2倍。
　　蔣業(yè)明和其同事克雷格·卡特以及實業(yè)家斯魯普·萬爾德創(chuàng)辦了一家公司專門研制這種電池，希望于2013年研制出電池模型。