《尋找超級電池》中的電池能量密度增加一倍，還能防短路防刺穿？

據福布斯雜誌報道，上周，我（本文作者，美國著名博主羅伯特·拉派爾(Robert Rapier)）偶然看到一部有趣的紀錄片，名為《尋找超級電池》。我對這個話題非常感興趣，因為開發更好、更便宜的電池對未來的電動汽車和電網來說都至關重要。

圖：2018年4月25日，中國國際展覽中心展出的特斯拉Model 3汽車，它的動力與許多消費電子產品中的鋰離子電池技術相同

電池的改進可以提高電動汽車的續航能力，而更便宜的電池可以幫助降低電動汽車的成本，從而使更多的消費者買得起這種新能源交通工具。對於電網而言，由於可再生能源的間歇性（有時不可用），其普及可能存在很大挑戰。因為風隨時可能停止，太陽輻射只能在白天被捕捉到，所以這些能量需要被儲存起來。

有效地儲存電力可以幫助可再生能源在電網中發揮更大作用。因此，近年來許多專業人士都在從事新型電池的研發。據《PV Magazine》稱，這一努力正在取得成效，電池價格在2012年到2017年之間下降了70%。但是，要使電池的使用規模達到電網級水平，還需要繼續降低成本。鋰離子電池已經成為許多消費電子產品(如筆記本電腦)和特斯拉(Tesla)電動汽車的首選電池，但是這些類型的電池有兩大缺陷需要解決。

首先，雖然鋰金屬電極的使用能幫助鋰離子電池產生更高的能量密度，但它也可以產生類似手指的結構（被稱為樹突（dendrites）），最終會導致電池短路。解決這一問題的方法是用碳電極取代鋰金屬電極，後者的晶格結構可以容納鋰離子。這樣，新式鋰離子電池就誕生了，儘管它的儲能能力比使用固體鋰金屬電極的電池要低。

其次，鋰離子電池還存在另一個缺點，它經常成為許多新聞報道的主題。如果這些電池損壞，它們很可能爆炸或起火。這在筆記本電腦、手機和電動汽車上都曾發生過。如果損壞，所有儲存在電池內的能量可以在短時間內釋放，結果可能引發激烈的大火。新式電池可以改變世界，它既解決了能量密度問題，又解決了電池損壞時容易引發火災的危險。

這部新紀錄片介紹了塔夫斯大學的邁克·齊默爾曼（Mike Zimmerman）教授的發明。齊默爾曼教授研製出一種電池，用阻燃塑料代替電池中的液體電解質。即使被切割、刺穿或壓碎，這種電池也不會著火。事實上，儘管損壞嚴重，它仍然可以繼續產生電力。鋰電極產生的鋰離子可以快速通過塑料，其速度與液態電解質差不多。這種塑料還能防止電極形成可能導致電池短路的樹突。鋰金屬可以用於負極，這可能會使電池的能量密度增加一倍。

齊默爾曼教授的工作主要是秘密進行的，在《尋找超級電池》的紀錄片中露面，是他首次就自己的秘密研究接受電視採訪。他已經成立了公司Ionic Materials，並於最近籌集了6500萬美元，幫助將這種固態電池商業化。這次採訪沒有提及電池的任何缺點，也沒有提到將其商業化的潛在挑戰。但是，如果這種電池能像廣告中所宣傳的那樣發揮作用，那麼它就能大大促進綠色能源的生產和發展，同時有助於電動汽車的普及。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！