打破電動(dòng)車(chē)哩程焦慮：鋰空氣電池

　　今日的電動(dòng)車(chē)都做得很炫、很酷，又標榜著(zhù)環(huán)保，如果排除價(jià)格及充電因素，你會(huì )愿意買(mǎi)一臺取代你的汽油車(chē)嗎?根據調查，約有64%的買(mǎi)車(chē)人對純電動(dòng)車(chē)有哩程顧慮(Range Anxiety)，也就是會(huì )擔心電動(dòng)車(chē)開(kāi)出去會(huì )很快沒(méi)電、跑不動(dòng)了!

　　除了被廣泛應用于手機及筆電等可攜裝置上，由于比其他汽車(chē)電池的密度更高、電量更足，鋰離子電池仍是今日電動(dòng)車(chē)的首選電池技術(shù)。不過(guò)，受限于電池容量，此類(lèi)電動(dòng)車(chē)充電后的行駛距離仍然太短，大約只有一般汽油車(chē)的1/5。盡管仍有改進(jìn)的空間，但鋰離子電池的潛力依然有限。

　　難道電動(dòng)車(chē)的發(fā)展到此止步了嗎?要追上汽油車(chē)的繼航力，電池的能源密度至少得再提升6-7倍才行。目前最受關(guān)注的技術(shù)，正是鋰空氣電池，它不僅能做到6-7倍的提升，理論上的能量密度可達鋰離子電池的10倍。

　　它的原理是在行駛過(guò)程中將空氣中的氧分子與電池中的鋰離子及電子進(jìn)行反應，從而產(chǎn)生電能。由于鋰空氣電池使用了碳基空氣電極和空氣流替代鋰離子電池較重的傳統部件，因此其電池可做的更輕、更小。不僅如此，鋰空氣電池沒(méi)電了也可以不必進(jìn)行充電，只需要通過(guò)更換正極的水性電解液，以卡盒等方式補給負極的金屬鋰，就可以連續使用。

　　基于這種新技術(shù)，手機、筆電、電動(dòng)汽車(chē)便可無(wú)需充電等待時(shí)間，可以立即使用或行駛。而且通過(guò)回收用過(guò)的水性電解液中空氣極生成的氫氧化鋰，以化學(xué)反應的方式很容易重新生成金屬鋰，還可實(shí)現鋰的反復使用，可以說(shuō)這是一種以金屬鋰作為消耗物質(zhì)的理想電池。

　　由于汽油車(chē)滿(mǎn)街跑，也突顯了石油不可或缺的地位。當油價(jià)及環(huán)保意識升高，電動(dòng)車(chē)的需求看漲，掌握電池技術(shù)等于具有主導市場(chǎng)的能力。因此鋰空氣電池的研究，如今已演變?yōu)槭澜缧缘募夹g(shù)競賽。

　　Intel前CEO Andy Grove即說(shuō)道：「電池技術(shù)將決定未來(lái)，如果我們不迅速行動(dòng)，我們將被韓國和日本甩在身后?！?/p>

　　為了讓美國在后鋰電池時(shí)代能站上領(lǐng)導地位，IBM成立了一個(gè)Almaden實(shí)驗室，并提出 “Battery 500”計劃，研究主題就是鋰空氣電池，目標是讓使用它的電動(dòng)車(chē)一次充電后可以行駛 500 英哩(約 800 公里)。除了IBM，在過(guò)去5年，通用電氣也投入1.5億美元資助了新型電池的開(kāi)發(fā)。

　　當然，有更多相關(guān)計劃在全球各地如火如荼地在進(jìn)行著(zhù)。目前遇到的瓶頸，包括固體反應生成物氧化鋰(Li2O)會(huì )在正極堆積，使電解液與空氣的接觸被阻斷，從而導致放電停止;以及如何確保在經(jīng)過(guò)了許多次的充放電過(guò)程后仍能保持其電力水平，可用在電動(dòng)汽車(chē)或電子產(chǎn)品中等等。

　　如果能夠克服這些挑戰，真正實(shí)現能量密度達到目前鋰離子電池的兩到三倍，將能夠首先應用在筆電和手機上，進(jìn)一步降低成本后更可作為電動(dòng)汽車(chē)電源。不過(guò)，目前這場(chǎng)革命才剛剛萌芽，一般認為，除非發(fā)生重大的技術(shù)突破，否則要看到鋰空氣電池商品化，恐怕還得等個(gè)十年呢。

　　本文由 CTIMES 同意轉載，原文鏈接:http://www.ctimes.com.tw/DispCols/cn/%E9%94%82%E7%A9%BA%E6%B0%94%E7%94%B5%E6%B1%A0/IBM/12080519464M.shtmll