盤點新一代電池技術：石墨烯/鋰空氣電池等

　　幾乎全世界相關產業(yè)的科研力量都涉足了電池研究。突破了這一點，就突破了新能源車與傳統(tǒng)動力車之間的藩籬，剩下的路一馬平川。當然，神奇的自然規(guī)律不會讓我們那么容易得逞。

　　電池中可憐的電子遷移比例，決定了電池遠遠比不上汽油，柴油，丁烷，丙烷，天然氣，當然更比不上氫燃料--因為氫本身可以將全部的電子參加化學反應。豐田的氫燃料汽車，從能量密度角度看，是完美的化學解決方案。它的難度在于龐大昂貴的基礎設施建設和吸附、儲存介質--氣態(tài)的氫實在太活躍太危險了。

　　結果就是豐田率領自己的雁陣，在列島的孤立之境中曲高和寡地玩兒。氫燃料的科技門檻太高，以至于大家對燃料電池在廣袤的大陸國家大規(guī)模應用，有點缺乏信心。當然，除非豐田能想出更石破天驚的法子，解除大家對燃料電池安全和成本的戒心。

　　無數聰明的頭腦和天量科研資金，仍然投入到電池研發(fā)中，盡管它的能量密度可憐。

　　本田燃料電池概念車FCV concept

　　正如我們在高中化學中學到的，大多數物質電子轉移的比例都很低。只有元素周期表的前兩行的輕原子有可能成為好的能量載體。除掉惰性氣體和氮(跟惰性氣體差不多的德性)，還有熏死人的氟，只剩下氫(100%)，碳(66%)，硼(60%)，鈹(50%)，鋰(33%)--括號里是參加反應的電子比例。

　　豐田氫燃料電池概念車--FCV Plus

　　大家很容易發(fā)現，最適合能量載體的仍然是碳和氫。碳氫化合物，不就是我們常用的汽油天然氣一類的燃料嗎?

　　出于排放考慮的電池，能選用的正負極材料，仍然必須在上述圈子里尋找。在可憐的能量密度提不上去的同時，我們還得操心別的事。

　　經典派

　　電池技術已經發(fā)展了百余年，早就過了爆發(fā)期。對于未來我們必須要有現實態(tài)度。支持電池發(fā)展的分子物理和化學分支，二戰(zhàn)以后沒有重大理論突破。我們見證了從鉛酸到鎳鎘、從鎳鎘到鎳氫、從鎳氫到現在的鋰離子的可充放電池發(fā)展歷程。這期間電池結構沒有什么變化，可預見的未來也不會有。因此，不要想著爆個大新聞。

　　研究經典電池的大多數機構或者公司，都在正負極材料、電解液、隔膜上做文章。

　　特斯拉Model S配高性能鈷酸鋰電池

　　倒退兩年，正極材料研究是熱點。除了特斯拉熱捧的鈷酸鋰之外，目前的其它鋰電池正極熱點材料，還有三元化合物Li(NiCoMn)O2 、磷酸鐵鋰 (LiFePO4)。 然而由于壓實密度原因，采用這些材料的電池的容量并不如鈷酸鋰電池。為什么人們還要大力研究?

　　Model S電池與車架融為一體

　　鈷酸鋰電池好是好，只是由于熱失控的問題體積做不大。基于同樣的原因，為追求大電量，需要將眾多鈷酸鋰電池堆疊在一起。精確管理這些小電池，似乎成為控制技術的噩夢。特斯拉將它們劃分成數百個小單元分別控制。但過高的成本讓特斯拉缺乏追隨者。

　　前幾天在京高調召開發(fā)布會的微宏公司，用三元材料作正極，鈦酸鋰作負極，并對電解液和隔膜進行了獨到的設計。公司高層宣稱可以在300攝氏度時不陷入熱失控。