為了解決這個麻煩,科學家用石墨制成負極材料,利用其表面的空隙,就像一個個小房間,讓鋰原子安穩地待在里面,彼此不發生作用。這樣一來,鋰原子安分了,但是電池的能量密度就又下降了。
類似的道理也適用于電池的正極,為了維持電池的穩定有序,正極材料也經過特殊設計,充電的時候不是所有的鋰離子都會游回負極,大約有近一半的鋰離子會留下來,這也削弱了電池的能量密度。
大容量存挑戰
客觀地看,鋰電池體積小、分量輕、壽命長、成本低,又安全、又環保,較短的充電時間就能換來較長的使用時間……已經是人類目前找到的極為優質的電池。但是,科學家總是精益求精。劉潤說,改良的關鍵,是尋找更優質的正極和負極材料,來提升電池的能量密度。
負極材料可能的替代品有鋰硅合金等,其能量密度比石墨高近十倍。找到更穩定的正極材料則顯得更加重要。現在人們主要用的是鈷酸鋰,這種材料很昂貴,而穩定性和能量密度則不盡如人意。科學家正在研究是否有可能用鐵基或錳基的氧化物來代替它。
在可預見的未來,我們有可能獲得更大容量的電池嗎?科學家還是圍繞鋰來下功夫。因為鋰參與反應的電子比例高,金屬鋰自身的能量密度大。鋰硫電池和鋰空氣電池都存在理論上的可能性,它們是電池,卻可以提供像汽油燃料一樣豐沛的能量。不過,實際的開發推廣仍然面對諸多挑戰。
看來,對電動車感興趣的你,還是需要暫時接受跑上一陣子就要充電的現實。紐約的科學家最近有一項新發明,把太陽能充電板做成窨井蓋的模樣,讓電動車隨時可以停在路面上充電。對于特斯拉來說,這可是個好消息,不是嗎。

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