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2021年02月05日 | 如今的电池技术真的有所突破了吗？
2021-02-05 来源：EEWORLD
翻译自——eeworldonline，Leland Teschler • Executive Editor
在网络上关于“电池突破”的文章能搜到很多，基本都是关于能量储存的研究成果。但你可能会奇怪，那为何电动汽车在需要充电之前不能行驶1000英里呢？
在大肆宣传下，让我们认为，如今的电池技术要想取得突破并不需要太高深的东西。事实真是如此吗？下面我们将对“电池突破”做一个快速回顾，以弄清楚为什么我们的电动汽车依旧在每晚进行充电。
其实大多数技术报道都被夸大了。典型的“电池突破”指的根本不是电池本身。其实答案更有可能还在“实验室的烧瓶里”。
与记者滔滔不绝的报道不同，个体研究人员更有可能将他们的成就描述为构建模块，或在可能漫长的商业化道路上取得希望的进展。
例如，奈米科技能源公司(Nanotech Energy)取得了一些“突破”，这家初创公司希望在一年内生产出一种全新电池，其充电速度“是目前市场上任何电池的18倍”。但到目前为止它只制造出石墨烯墨水。
石墨烯，实际上本来就存在于自然界，只是难以剥离出单层结构。石墨烯一层层叠起来就是石墨，碳原子排列成六边形蜂窝状晶格的一组，厚1毫米的石墨大约包含300万层石墨烯。层与层之间附着得很松散，容易滑动，使得石墨非常软、容易剥落。铅笔在纸上轻轻划过，留下的痕迹就可能是几层石墨烯。它只有一个原子的厚度，比人的头发还要细一百万倍，比钢的强度还要强200倍。它的导电性能比铜好。事实上，它比任何东西都更擅长导热和导电。它具有极高的柔韧性——可弯曲性和延展性——不透水，透明，完全有机……而这些只是初学者的认知。石墨烯有望使储能设备具备当前技术不具备的几项新功能。Nanotech Energy正致力于将这个梦想变为现实。
此外，有一种由自劳伦斯伯克利国家实验室研制的电解质，它们能抑制电池阳极上树突的生长，防止它导致电池失效。这种电解质足够柔韧，可以在锂箔卷上的阳极和电池隔板之间形成层压层。但这还需要一点时间。
同样，Sila纳米技术公司提出了一种硅和其他材料的“纳米复合材料”来取代电极中的石墨。Sila表示，其产品将提高电池容量20 - 40%。但Sila实际上并不生产电池。该公司希望在明年将这项技术交到真正生产电池的公司手中。
华盛顿州立大学的科学家们也有类似的发现。研究人员通过在阴极和电解液中加入一些关键的化学物质，在锂金属阳极表面形成一层保护层，能够防止电极上形成树突，并最终使电池短路。该团队认为该工艺可以集成到现有的制造流程中。但目前还没有任何电池制造商尝试过。
言外之意，许多被吹捧为突破性进展的报道听起来似乎都有实质性进展，但是有极少数涉及到真正的电池。QuantumScape就是其中之一。他们发布了固态电解质电池的测试数据，显示基于固态电解质的电池可以在15分钟内充电80%。但是QuantumScape电池只是构成真正电池结构中的一层。
QuantumScape是否能够扩大规模并在工业规模上生产整个电池组还有待观察。大众集团对此很感兴趣并表示，如果进展顺利，它希望在2024或2025年的汽车上使用这种电池。它的技术距离商业化还需要大约五年的时间。
所以，当你下次看到宣布电池技术有重大“突破”的标题时，你应该想想这个是不是还在实验室阶段。
本文作者
史海拾趣
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