電池突破-神話(huà)還是事實(shí)

電池越來(lái)越多地被推廣為綠色能源解決方案，但是電池似乎成熟緩慢。自1991年鋰離子電池商業(yè)化以來(lái)索尼的微觀改進(jìn)與微電子技術(shù)的巨大進(jìn)步相比有所改善。與摩爾定律相比，集成電路中的晶體管數(shù)量每?jī)赡攴环谶^(guò)去的二十年里，鋰離子電池每年僅增加8％的容量。這已經(jīng)放緩至5％，但好消息是每年降低8％的成本。

20世紀(jì)70年代提出的具有類(lèi)似汽油的理論比能量的鋰 – 空氣由于穩(wěn)定性和空氣純度問(wèn)題而被推遲。20世紀(jì)80年代引入的鋰金屬仍然會(huì)產(chǎn)生樹(shù)枝狀晶體，如果發(fā)生電氣短路，可能導(dǎo)致暴力事件。鋰硫可能接近商業(yè)化，但科學(xué)家們?nèi)员仨毥鉀Q短循環(huán)壽命問(wèn)題。所述氧化還原液流電池有望通過(guò)類(lèi)似于電池的膜泵送從外部罐流體對(duì)于大電池系統(tǒng)的替代，但是系統(tǒng)免受腐蝕受到影響。通過(guò)用石墨烯涂覆陽(yáng)極來(lái)增加鋰離子的能量密度有一線希望，石墨烯只有一個(gè)原子厚度。據(jù)說(shuō)這可以使能量翻兩番。新興的電池技術(shù)需要四年時(shí)間才能實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。

能源儲(chǔ)存研究聯(lián)合中心（JCESR）更為樂(lè)觀。他們聚集了來(lái)自美國(guó)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，大學(xué)和私營(yíng)企業(yè)的專(zhuān)業(yè)人才來(lái)改善電池。在美國(guó)能源部撥款1.2億美元的情況下，JCESR希望開(kāi)發(fā)出一種“五年內(nèi)功能強(qiáng)度提高五倍，價(jià)格便宜五倍的電池?！彼麄儗⒋朔Q(chēng)為5-5-5計(jì)劃，應(yīng)該得到一個(gè)通過(guò)投入大量資金來(lái)提振。

豐田也在爭(zhēng)奪一種新電池的競(jìng)爭(zhēng)，稱(chēng)其為日本電力織機(jī)發(fā)明者豐田佐吉（Sakichi Toyoda）之后的“佐吉電池”。豐田佐吉經(jīng)常被稱(chēng)為日本工業(yè)革命的父親，據(jù)說(shuō)他在1925年承諾為蓄電池提供100萬(wàn)日元的獎(jiǎng)金。要獲得資格，Sakichi電池還必須耐用且快速充電。該獎(jiǎng)項(xiàng)尚未申請(qǐng)。消費(fèi)者通常對(duì)便攜式設(shè)備中的電池性能感到滿(mǎn)意，但電動(dòng)車(chē)（EV）的需求更高，成本和耐力將決定長(zhǎng)期的成功。就像EV設(shè)定電池可以走多遠(yuǎn)的閾值一樣。

關(guān)于電池推進(jìn)火車(chē)，遠(yuǎn)洋輪船和大型飛機(jī)這個(gè)可能還需要時(shí)間，因?yàn)殡姵靥亓?。如果所有發(fā)動(dòng)機(jī)和飛機(jī)上的燃料都要用電池更換，那么在燃料耗盡之前，飛行將持續(xù)10分鐘。與化石燃料競(jìng)爭(zhēng)的凈熱值比電池高100倍是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。相反，石油與電池不匹配，電池干凈，安靜，體積小，只需輕輕一按即可立即啟動(dòng)。