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强大的比亚迪秦
电池有三个基本部件:两个电极,阳极(带负电荷)和阴极(带正电荷),以及中间的电解液(或俗称电池液)。发生的是化学反应,闭合电池回路(也就是接通灯开关),电子从阳极流出,通过电解液流入阴极,流过灯泡做功。离子流的方向相反。最终结果是中性状态,电池或者被废弃,或者再充电。
现在大多数汽车电池可再充电,而且用某种形态的锂作为一个电极,钴或碳作为另一个电极,氧化铝作为电解液。但研究人员渴望下一件“大事”是探索在电池技术上取得“从爬行到冲刺”的进展。某些重大进步展示出成功的希望,能源密度约为锂离子的三到五倍,按照理论上铂金标准,作为汽车的燃料甚至超过汽油。
最大胆的概念是锂-空气,摆脱传统金属作为阴极,用碳取而代之,彻底改造电池,抽取空气中的氧原子代替电解液中的氧化物。麻省理工学院(MIT)的一个团队提出纳米丝构成的阴极。这是一种非常微小、用单个原子建成的结构,实际上是由基因变异病毒制造的。这是个非常棘手的材料,实验室设计证实比典型的锂离子电池容量高二倍,而且再充电更快。
随着电池化学的进展,类似这样的新材料将成为关键。石墨烯即超薄(只有原子宽度那么厚)的单层碳,最初由两个俄罗斯科学家2003年在曼彻斯特大学制造(而且为此获得2010年度诺贝尔物理学奖)并开发为电极物质。它的坚强、柔韧和传导性令人惊讶,也能大规模便宜地制造,网上订货,每克5美元。在电池内,它能急剧减少充电时间,增大储能容量。出自西北大学和阿贡国家实验室、总部在美国密歇根州的XG科学和SciNode系统二者都在致力研究石墨烯电池。据SciNode说,它的阳极能提供比常规碳高三倍或更大的储存容量。据中国新华社报道,特拉斯公司也可能有个石墨烯项目.
石墨烯是碳原子制成的原子比例的蜂窝晶格
另一有希望的变种是锂-硫设计,用便宜的硫替代高价钴,而且提供极高的能源密度。伯克莱国家实验室的科学家曾提出一种设计,使锂离子电池的能源密度加倍,潜在的成本低到每千瓦-时100美元。还需要做更多的研究,但这种方法非常诱人,据说能挫败汽油。
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