每块成功的充电电池背后，都有一群“得寸进尺”的科学家 | 科学人 | 果壳网 科技有意思
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每块成功的充电电池背后，都有一群“得寸进尺”的科学家 | 科学人 | 果壳网 科技有意思
近日，斯坦福大学的戴宏杰研究组在《自然》发表，宣布研发出了充电极快、寿命超长的铝离子电池，引起了广泛关注。比起耳熟能详的“锂电池”，人们对铝离子电池的感觉要陌生得多。为什么要研发这样的新电池？这还得从充电电池的发展说起。
初中时，我有一部黄色的随身听。我给它准备了3对充电电池轮番上阵，这样，当周杰伦的声音突然变得缓慢时，我知道总有电池可以更换。后来，我有了MP3和手机，就渐渐不再听随身听了，需要经常充电的，也从圆柱形的5号电池换成了扁扁的锂电池。在我看来，世上无法逃避的事情，除了死亡和交税，还有给电池充电。
不是每一节电池都叫可充电电池
电池是生活中再常见不过的物品了。它进入人类世界已有200年的历史。早在1800年，意大利科学家亚历山德罗·伏特（Alessandro Volta）就发明了“伏打电堆”。伏打电堆由很多个单元堆叠而成，每个单元都有一块铜板和一块锌板，中间由一块浸有盐水的布隔开。时至今日，生活中常见的碱性电池、铅酸电池、锂电池等电池，都与古老的伏打电堆共享着同样的工作原理：通过氧化还原反应将自己储存的化学能转化为电能。
描绘伏特（左）向拿破仑（右）展示伏打电堆的画作。图片来源：
这一看似神奇的过程其实并不复杂。一块电池主要由正极、负极和电解液三部分组成。当电池与外电路联通时，负极一端就开始发生氧化反应，释放出电子；正极一端则发生还原反应，正好需要补充电子。由于电解液将两极隔开，只允许离子流动，不允许电子流动，于是电子通过外电路从负极流向正极，形成电流做功，化学能也藉此转化成了电能。
原电池示意图。阳极（Anode，即负极）与阴极（Cathode，即正极）浸泡在电解液中，图片来源：Arumugam Manthiram, Smart Battery MaterialsIn, CRC Press, 2009, pp. 8.
但如果用一次性电池为随身听供电，那么一张专辑刚刷几遍，电池就该扔了。一次性电池的电化学反应是不可逆的，也就是说，化学能转化为电能的旅程只能一条路走到黑，电量用尽，电池也没用了。能不能来一种可以重复使用的电池？
这种“得寸进尺”的需求，最终促成了世界上最早的可充电电池——铅酸电池的诞生。它由法国物理学家加斯顿·普兰特（Gaston Planté）于1859年发明。可充电电池采用的是可逆的电化学反应，只要施加外电压，改变电子流动的方向（从正极流向负极），电池两极就会发生与放电时方向相反的化学反应，仿佛“返老还童”，最终重新充满电力。
这项发明影响之深远令人不服不行——时至今日，人们在启动汽车引擎时使用的蓄电池依然是铅酸电池。铅酸电池的负极与正极分别采用海绵铅及二氧化铅，电解液使用稀硫酸。它可以提供很大的电流，价钱也不贵，但就是体积太大了些。
普兰特和他发明的铅酸电池。图片来源：
铅酸电池做不到面面俱到？没关系，后面还有一堆科学家跃跃欲试呢。此后，研究者们又不断探索，发明出采用其他化学反应的充电电池，如镍镉电池、镍氢电池和锂电池。它们能量密度更大，体积更小，可以用于为各类小型电子设备提供电能。
青出于蓝的锂离子电池
之前说到，电池工作时，电子通过外电路从负极流向正极。与此同时，相同电荷量的正离子则在电池内部从负极向正极流动。早期的电池都使用诸如稀硫酸这样的以水为溶剂的电解液。在这种情况下，电池内肩负维持电荷平衡任务的是氢离子。然而，使用水系电解液的电池，最多能达到的工作电压也不过2伏左右。如果我们想要获得更高的电压，输出更大功率，就要使用不含水的电解液，找到替代氢离子的正离子。
查看元素周期表，最佳的候选者落在了锂离子身上：作为3号元素，锂的原子量只有6.9；它既轻又小，比其他大的离子更容易在电解液中移动，可谓不二之选。确定了锂离子，接下来的任务，就是找到可以与之发生可逆反应的电极材料了。到20世纪70年代，美国化学家斯坦利·惠廷厄姆（M. Stanley Whittingham）在埃克森（Exxon）工作时率先发明了锂离子电池。经过多年优化，商业化的可充电锂离子电池在20世纪90年代初在日本推出。
斯坦利·惠廷厄姆目前仍是下一代锂电池设计的重要研发者。图片来源：binghamton.edu
锂离子电池的负极使用石墨，正极使用钴酸锂，电解液则使用含有锂盐（如六氟磷酸锂）的有机溶剂。放电时，嵌入在石墨负极中的锂被氧化进入电解液，跑到正极嵌入到氧化钴的晶格间隙中形成钴酸锂；充电时，锂则从钴酸锂中脱嵌，溜回石墨中，如此循环往复。这样的电池，工作电压可达到3.7伏以上，能量密度大大提高。
但所谓金无足赤，尽管锂离子电池大获成功，也免不了还有缺点——比如价格较高，容量流失，以及最严重的安全性不高的问题。锂离子电池电解液使用的有机溶剂十分易燃，虽然我们可以通过加入添加剂和改进电池设计来提高电池的稳定性，却终究不是长久之计。
厚望加身的铝离子电池
原理上，我们只要用另一种X离子来替代锂离子，并找到与之匹配的电极和电解液，就可以得到“X离子电池”。在众多“X”的候选者中，铝算是优势比较明显的：它的价格比锂更低，化学性质也更稳定，而且在反应时，每个铝原子可以释放3个电子，似乎是个不错的选择。
然而，研发铝离子电池的道路并不顺利。最大的困难在于找到合适的正极材料和电解液。在以往的研究中，正极材料往往会在充放电过程中发生不可逆的结构破坏，能有效参与反应的部分因而越来越少。最终，电池容量迅速下降，使用寿命只有几十个循环——这显然不能满足人们的需求。
在研究者们锲而不舍的努力之下，上月，铝离子电池终于迎来了大突破。斯坦福大学化学系的戴宏杰教授在《自然》发文宣布，他的研究小组成功制造出了超长寿命的铝离子电池。
戴宏杰（右）和文章的共同第一作者之一龚明（左）图片来源： Mark Shwartz/Stanford Precourt Institute for Energy
这种电池选用铝金属作为负极，正极则是一种三维结构的泡沫石墨。秘制电解液由有机盐 [EMIm]Cl（1-ethyl-3-methylimidazolium chloride） 和 AlCl3 按一定比例混合制成的离子液体。负责在电解液中转移电荷的离子是 AlCl4-。电池放电时，铝负极被氧化生成 Al2Cl7-，同时释放电子；本来嵌入在泡沫石墨正极孔隙中的 AlCl4- 则脱嵌进入电解液。充电时，电解液中的 AlCl4- 则重新嵌入到泡沫石墨孔隙当中。因为 AlCl4-离子的体积较大，因此找到一种可以允许它快速嵌入/脱嵌的的正极材料颇为关键。研究人员巧妙地制备了泡沫石墨——它内部充满空隙，表面积很大，让AlCl4-离子可以快速自由地进出。
以泡沫镍为模板，研究者先用化学气相沉积法在它的表面沉积上石墨，再覆盖上一层聚合物PMMA；接着用相应溶剂将泡沫镍和PMMA相继溶解，得到三维结构的泡沫石墨。用普通非泡沫热解石墨做正极的话，铝离子电池的充放电速率只有使用泡沫石墨时的75分之一。图片来源：参考文献[1]
在经过惊人的7500次充放电循环后，这些铝离子电池的容量几乎没有损失，工作电压也稳定在2伏左右。除了寿命长，这种铝离子电池功率密度也很高（3000W·kg–1），可以在一分钟内充满电。此外，它们柔性极好，可以随意弯曲；安全性能也超棒，哪怕用电钻将它钻穿，也不会影响它正常工作。
锂离子电池被戳开一个洞很可能带来严重的后果，但用钻头（Drill）钻穿戴宏杰研究组的铝离子电池，电池依然能正常工作。图片来源：stanford.edu
取而代之？
说了这么多优点，这样的铝离子充电电池什么时候能走进我们的生活？
恐怕还早得很。
目前，它的工作电压只有锂离子电池的一半，能量密度也只有 40 Wh·kg–1，与铅酸电池相当，还不到锂离子电池的三分之一，所以大家应该还没法在智能手机、笔记本电脑或电动汽车里看到它。除了性能的提高还潜力很大之外，这些铝离子电池的生产成本也有待降低——它的电解液使用离子液体，价格较高；用于制备泡沫石墨正极的化学气相沉积法也不便宜、是很难投入大规模生产的工艺。要达到“物美价廉”，研究者们还有很长的路要走。
但不管怎样，铝离子电池在使用寿命、功率密度和安全性方面的性能依然优越，如果未来可以降低生产成本，它们将会十分适合用于在对能量密度要求不高的地方发挥作用。比如在电网储能系统中，它们能为太阳能和风能等可再生能源储能，还能作为家用大型电池，为电动车充电，或是在停电时为电器供电。
一旦科学家能够研发出比泡沫石墨更好的正极材料，进一步提高铝离子电池的工作电压，它的用途将更加广泛。随身听走了，MP3也快走了，科技产品一代又一代地从我们的生活中出现又淘汰，电池和研究电池的人却一直还在。之后还会有怎样的电池惊艳我们的生活？给装备充好电，拭目以待吧。
（编辑：Calo）
，点击文中的论文链接即可免费阅读全文。
参考文献：
Nagaura, T. & Tozawa, K. Lithium ion rechargeable battery. Prog. Batteries Solar Cells 9, 209 (1990).
Wessells, et al.& Investigations of the Electrochemical Stability of Aqueous Electrolytes for Lithium Battery Applications. Electrochemical and Solid-State Letters 13, no. 5 (May 1, 2010): A59–61.
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用到7号电池的地方还真不少。家里遥控器也不少
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也得整个马甲了 发表于
凑合着用吧，家里充电电池半抽屉了，也没几块钱坏了直接扔，正好腾地方儿。
原来是单反的闪光灯、孩子的各种玩具忒费电池，买了不少结果发现能用的不多，尤其各种玩具能用1.2V充电电池的不多，全TM需要1.5V的，被LP一通埋怨。想用到遥控器上吧还是各种毛病问题一堆，快成心病了。现在闪光灯基本上不用了电池需求就没多少了，早坏早扔，清干净拉倒，以后直接用干电池了，没那么多麻烦事儿。干电池漏液，更容易搞坏电器
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被第5次暂停发贴 发表于
这么搞最大的问题，就是容易过放搞废电池
如果遥控器能支持，尽量上镍镉吧，那个抗过放凑合着用吧，家里充电电池半抽屉了，也没几块钱坏了直接扔，正好腾地方儿。
原来是单反的闪光灯、孩子的各种玩具忒费电池，买了不少结果发现能用的不多，尤其各种玩具能用1.2V充电电池的不多，全TM需要1.5V的，被LP一通埋怨。想用到遥控器上吧还是各种毛病问题一堆，快成心病了。现在闪光灯基本上不用了电池需求就没多少了，早坏早扔，清干净拉倒，以后直接用干电池了，没那么多麻烦事儿。
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也得整个马甲了 发表于
现在用的就是14500（或者叫5号）磷酸铁锂，单只3.2V配个假电池挺好，容量小了点好象是7号的350mAh，5号的650mAh，但是对付遥控器还是够用了。最费电的刮胡刀也能用上1个月充一次。容量小但电压稳定充电也快。
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也得整个马甲了 发表于
我手上3部电视的遥控器、3部空调的遥控器、2个歌华电视盒遥控器、1个小米盒子遥控器、1个硬盘录像机、1个DVD播放机遥控器、2个刮胡刀，能使用1.2V充电电池的不到1半，能正常使用的只有2个还是3个，其他能用的要么显示黯淡要么用不了半个月就没电。
煤气炉的电池我没觉得比遥控器费，那玩意就是个高压点火的意思，跟打火机一样，用手按压一下所产生的电压都能打出火花能有多费电？？ 现在用的樱花的煤气灶，打火用的2号电池，目前这节电池已经不记得是什么时候换的，保守估计也有4年以上了（BTW家里有老人，一天三顿饭在家里煎炒烹炸）。
每个人手上的设备不太一样，由此得出的结论也不一样，你的能用不代表别人的就能用；同理我这儿的不能用也不代表所有人的都不能用。手上所有遥控器热水器煤气炉电子钟，一概正常
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现在用的就是14500（或者叫5号）磷酸铁锂，单只3.2V配个假电池挺好，容量小了点好象是7号的350mAh，5号的650mAh，但是对付遥控器还是够用了。最费电的刮胡刀也能用上1个月充一次。这么搞最大的问题，就是容易过放搞废电池
如果遥控器能支持，尽量上镍镉吧，那个抗过放
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遥控器这样的设备，本来就不该用镍氢而是应该用镍镉，但是你这些电器实在是无语，那么就上14500+假电吧现在用的就是14500（或者叫5号）磷酸铁锂，单只3.2V配个假电池挺好，容量小了点好象是7号的350mAh，5号的650mAh，但是对付遥控器还是够用了。最费电的刮胡刀也能用上1个月充一次。
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我手上3部电视的遥控器、3部空调的遥控器、2个歌华电视盒遥控器、1个小米盒子遥控器、1个硬盘录像机、1个DVD播放机遥控器、2个刮胡刀，能使用1.2V充电电池的不到1半，能正常使用的只有2个还是3个，其他能用的要么显示黯淡要么用不了半个月就没电。
煤气炉的电池我没觉得比遥控器费，那玩意就是个高压点火的意思，跟打火机一样，用手按压一下所产生的电压都能打出火花能有多费电？？ 现在用的樱花的煤气灶，打火用的2号电池，目前这节电池已经不记得是什么时候换的，保守估计也有4年以上了（BTW家里有老人，一天三顿饭在家里煎炒烹炸）。
每个人手上的设备不太一样，由此得出的结论也不一样，你的能用不代表别人的就能用；同理我这儿的不能用也不代表所有人的都不能用。遥控器这样的设备，本来就不该用镍氢而是应该用镍镉，但是你这些电器实在是无语，那么就上14500+假电吧
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杰仔 发表于
遥控器在用一次性干电池的时候，用了时间有点长干电池电压也比可充电池电压还要低，一样能坚持用下去的，这已经很多年的历史经验了吧，再说，用1.2V充电池充满了也是1.4V以上。我家用充电池给遥控器等东西上用的时间都超地过10年了，我家煤气炉是用一节大号干电池的，我一直用五号1.2V可充电池代替也很多年了，比遥控器什么的可费电多了，一样正常得很。你现在还在说电压远低于遥控器要求，是不是也真没用过呀我手上3部电视的遥控器、3部空调的遥控器、2个歌华电视盒遥控器、1个小米盒子遥控器、1个硬盘录像机、1个DVD播放机遥控器、2个刮胡刀，能使用1.2V充电电池的不到1半，能正常使用的只有2个还是3个，其他能用的要么显示黯淡要么用不了半个月就没电。
煤气炉的电池我没觉得比遥控器费，那玩意就是个高压点火的意思，跟打火机一样，用手按压一下所产生的电压都能打出火花能有多费电？？ 现在用的樱花的煤气灶，打火用的2号电池，目前这节电池已经不记得是什么时候换的，保守估计也有4年以上了（BTW家里有老人，一天三顿饭在家里煎炒烹炸）。
每个人手上的设备不太一样，由此得出的结论也不一样，你的能用不代表别人的就能用；同理我这儿的不能用也不代表所有人的都不能用。 本帖最后由 也得整个马甲了 于
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也得整个马甲了 发表于
一般的家用遥控器没人会考虑充电电池电压的问题，可能都是按照默认1.5V的干电池电压设计的，遥控器一般是2节电池，那设计电压应该就是3V正常工作，而普通充电电池本身是1.2V，2节上去只有2.4V，远低于遥控器的要求电压。
所以除非在电路设计时考虑过兼容充电电池，否则基本上是不能用的。家里各种玩意的遥控器得有10来个吧，用爱老婆爱老公之类的能带动的只有1-2个，其他要么装上就半死不活的样子用不了几天，要么干脆什么显示都没有。
现在发现一抽屉的充电电池基本没处用，原来买来是给闪光灯用的，后来很少动用单反就直接没用处了。遥控器在用一次性干电池的时候，用了时间有点长干电池电压也比可充电池电压还要低，一样能坚持用下去的，这已经很多年的历史经验了吧，再说，用1.2V充电池充满了也是1.4V以上。我家用充电池给遥控器等东西上用的时间都超地过10年了，我家煤气炉是用一节大号干电池的，我一直用五号1.2V可充电池代替也很多年了，比遥控器什么的可费电多了，一样正常得很。你现在还在说电压远低于遥控器要求，是不是也真没用过呀
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johncool 发表于
霓虹带回来的，大概50软妹币，够用一阵的
平均138元撸过4套了。
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镍氢爱老公很好使，7号4元一节，5号7元一节。放置好久照样开机工作，很棒很棒。毫不客气的说，镍氢1.2V ，5号7号，适用场合基本没有了，数码相机是镍氢5号唯一适用场所。其次是松下无绳电话，2只镍氢7号。除此之外再也想不出来哪里能用到镍氢5号7号。目前绝大多数数码相机都是锂电。无绳电话只用7号。镍氢5号基本淘汰出局了。另外想说的是，遥控器绝对不能使1.2的镍氢，第一电压不够高，电路工作不可靠，第二，充电电池自放电快比正常消耗还大，使不多久就亏压，电池易报废。遥控器，石英钟等等低耗电玩意还是老老实实用1.5碱性的吧。 本帖最后由 lqiang 于
16:17 编辑
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mdes74 发表于
这个好用，充次电遥控器可以用2年。很多遥控器特别空调用1.2V镍氢电池，液晶显示很暗。 用铁锂就正常，6元一节就够了。镍氢还要2节，20-30元去了，过放还麻烦，充电器经常拒充。 干电池也不行，漏液。以后到可以试试一次性锂电。一般的家用遥控器没人会考虑充电电池电压的问题，可能都是按照默认1.5V的干电池电压设计的，遥控器一般是2节电池，那设计电压应该就是3V正常工作，而普通充电电池本身是1.2V，2节上去只有2.4V，远低于遥控器的要求电压。
所以除非在电路设计时考虑过兼容充电电池，否则基本上是不能用的。家里各种玩意的遥控器得有10来个吧，用爱老婆爱老公之类的能带动的只有1-2个，其他要么装上就半死不活的样子用不了几天，要么干脆什么显示都没有。
现在发现一抽屉的充电电池基本没处用，原来买来是给闪光灯用的，后来很少动用单反就直接没用处了。
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买了8节黑色5号 各种满减90到手 很值
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我看了下近几年购买记录：
AA、AAA消费700元左右
18650& &&&消费300元左右
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自行车杀手 发表于
楼主的ID有点眼熟，好像在手电大家谈见过何止眼熟啊！我用的三洋拆机18650锂电池（浅蓝头2600mah）就是在你那里2014年底买的！挺棒的！
今天用TEC-02放电器1A电流放电测量还有2364mah
刚看订单链接
居然价格从以前9元降到现在的7.5元了！超值！超值！
至此，18650、AA、AAA常用电池基本很多年不需要采购了！ 本帖最后由 湖南735 于
19:36 编辑
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霓虹带回来的，大概50软妹币，够用一阵的
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也得整个马甲了 发表于
品力的，COOLOOK的，容量小了点，不过够用了。这个好用，充次电遥控器可以用2年。很多遥控器特别空调用1.2V镍氢电池，液晶显示很暗。 用铁锂就正常，6元一节就够了。镍氢还要2节，20-30元去了，过放还麻烦，充电器经常拒充。 干电池也不行，漏液。以后到可以试试一次性锂电。
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7号电池没必要买贵的，爱老公这种就可以了，便宜。
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楼主的ID有点眼熟，好像在手电大家谈见过
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注册: 2013年06月
近期有去霓虹的计划，那边都是2个脚的插座，所以准备了一组松下的充电电池套装
充电器充电电压是AC100～240V，日本和国内都能用
有充电器、4颗5号电池、2颗7号电池、5号转2号转换器2个、5号转1号转换器2个
X宝淘的，229
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也得整个马甲了 发表于
品力的，COOLOOK的，容量小了点，不过够用了。握个手，我也这么用，和你的是一个牌子
有一点注意一下，在遥控器里的电池隔上一两个月充下电，我有三节5号的磷酸锂铁因为过放电成了占位筒，半点电压也没有，充电也充不进去。
泡网分: 0.337
注册: 2012年05月
FUJITSU日本原装富士通镍氢充电电池 5号4节 7号4节共8节为一组，买三组送一组。264元买的。
泡网分: 1.244
注册: 2014年06月
这货5号的规格淘宝好像十多块一节吧
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京东买三送一
本帖最后由 湖南735 于
17:48 编辑
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湖南735 发表于
什么品牌的磷酸铁锂？品力的，COOLOOK的，容量小了点，不过够用了。
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也得整个马甲了 发表于
现在基本上用磷酸铁锂的时候多了，家里16节爱老婆、8节汤浅都处于闲置状态，每2-3个月做次循环充放而已。
用得最多的是几只铁锂的5号、7号电池，主要是电压问题，充电电池本身就是1.2V，稍微电量低点就不好使，空有很多的余量但是电压不够，个别的遥控器或用电器设计上兼容充电电池的还行，相当一部分只能用1.5V的，低于1.2直接不工作。什么品牌的磷酸铁锂？
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现在基本上用磷酸铁锂的时候多了，家里16节爱老婆、8节汤浅都处于闲置状态，每2-3个月做次循环充放而已。
用得最多的是几只铁锂的5号、7号电池，主要是电压问题，充电电池本身就是1.2V，稍微电量低点就不好使，空有很多的余量但是电压不够，个别的遥控器或用电器设计上兼容充电电池的还行，相当一部分只能用1.5V的，低于1.2直接不工作。
泡网分: 0.337
注册: 2012年05月
左边是15年10月出厂的，右边散装金色的是14年2月出厂的
红色（2100次循环）的比金色（1800次循环）的贵。
能用个4-5年就足够了，
本帖最后由 湖南735 于
12:06 编辑
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我只关心的是 价格
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咨询张旭东想做一块便宜耐用又不会炸的电池太难了，不过还是有人在坚持
人们可能觉得电池是整个科技领域里最不起眼的产品，但它或许将会驱动这个世界的未来。
智能手机越做越薄，但是它所使用的电池技术依然没有得到升级，在追求极端设计的情况下，体积一成不变的电池塞进一个比其厚不了多少的机身内，后果可想而知（还是没忍住斜眼看了 Note 7）。同样的，笔记本电脑的处理器差不多每两年甚至一年就会进行一次升级，但电池容量仅会比之前增加一点点。
在人们生活中最常用到的是锂电池。而锂电池最大的问题就是它易损坏。如果你有一台诺基亚扔在一边好久不用，电量已经耗尽，突然有一天你一个怀旧感上头，扒出来将它充满电，你在等待它重新点亮屏幕的同时，这种深度放电和再充电会给锂电池带来很大的物理破坏，随着时间的推移这将会损坏电池的性能，当然，日常的充电放电也会随着次数增加而加快锂电池的损坏。
然而，在未来的供电场景里，电池是必不可少的，电动汽车，工业规模的太阳能农场等等都离不开电池。在过去五年里，存储能源的成本下降了一半，越来越多的大公司开始对技术进行大胆的投资，最具代表性的就是特斯拉 “gigagactory” 电池工厂。可在人们日常生活中最常用到的锂电池，价格依然较高且不稳定。也正因如此，越来越多的新型燃料电池便一直在研发当中。
想要一块便宜又不会炸的电池，但…
“现在最大的问题仍然是电池价格过高，” ARPA-E（Advanced Research Projects Agency-Energy，美国政府机构，负责促进和资助先进能源技术的研究开发）副主任埃里克o罗尔芬（Eric Rohlfing）说。2012 年《》杂志的一项调查研究中指出，美国人平均每月只愿支付约 13 美元以确保用可再生能源来供电，因此电池不能再涨价了。
而对于公用设施的用电，美国人对供电的平均支付水平意味着，如果提供电网级能量的存储，其成本不能超过每千瓦时 100 美元。自 2009 年奥巴马政府上台，ARPA-E 就已投入 8500 万美元用于研发能够实现这一目标的新电池。
然而，“每千瓦时 100 美元” 这个目标在电力行业来看近乎荒谬。因为到现在为止，连每千瓦时 700 美元的目标都还没有达到。虽然上述目标到现在都没有实现，但它已经成为了整个电力能源行业的目标。
（太阳能和风能）
此外，便宜的能源不一定可靠。可再生能源在持续供电的能力上或许没有化石能源可靠，如果用电需求突然增加，大规模启用太阳能发电是不现实的。太阳能供电的峰值在白天，而其供电能力随着云的移动不断变化，到了夜间就只剩下白天所存储的能量了。而风力发电的可预测性就更低了。利用可再生能源发电，使得电网变得不稳定，发生爆炸的可能性虽然不高，但可能会导致更加频繁的停电问题。
想造出便宜且可靠的电池，绝非易事。
有人在为新型电池努力着
“我们一直没有更好的电动汽车的原因是我们没有合适的电池，” MIT（麻省理工学院）的萨杜威（Sadoway）说。萨杜威对铝金属的冶炼有过一些经验，而他在思考冶炼铝的过程是够可以成为一种新型电池的模型。铝的冶炼是一个非常廉价和能源密集型的过程，通过该过程，纯净的金属得以从矿石中被提取出来。
（萨杜威研制的电池原型）
但重点并不是对金属的提取，而是整个提取的过程。在萨杜威看来，如果能将整个提取金属的单项过程在密闭的环境中进行循环，在这个过程中所产生的能量或许能够被存储并使用，他把这称作 “熔融电池”。
但在上述过程中，“熔融电池” 的温度会达到 471°C，仅仅比汽车引擎的温度低一点点，所以“熔融电池”用作电动汽车的引擎倒是比较合适。
除了发热量高的问题，另一个更为实际的问题是——研发资金。即便在这个项目的研发初期，ARPA-E 和法国石油巨头道达尔都有资助，但后续研究所需要的新技术花费相当高昂。面对当下遍地都是能够迅速获得利润的互联网初创公司，风险投资者们鲜有冲动将资金投入到工业或工程项目中，因为利润太低，或许这也是电池技术发展缓慢的一个原因。
新型电池初现成果
此外，在 APRA-E 所资助的新型电池研究项目中，来自匹兹堡的 Aquion 公司所研发的电池，最具商业应用前途和竞争力。
这个新型电池被称作 “盐水电池”（saltwater battery）。这种电池最接近之前所说的便宜，可靠的特性，公司的 “盐水电池” 所使用的盐，不锈钢和棉等材料都是丰富易得的资源，而这些材料中没有一种物质具有锂电池的风险。除了不会易燃和易腐蚀，“盐水电池” 的主要制造装备设备来自食品包装行业，组装电池就像把饼干放进包装盒里一样简单。
目前 Aquion 的电池已上市近三年，在家庭和公用场景中都有使用到，其在全球共部署了 35 兆瓦时的电力存储。一些区域及建筑在使用“盐水电池”供电后，因为价格低廉且安全，并没有选择回到化石能源供电的方式，而是继续使用前者。
即便 Aquion 的新型电池已经在少数地区被使用，但对于很多人来说，研发电池并不是一份好差事，前面已说过，利润低，投资者不感冒；除此之外研发电池在很多人看来一点都不 “cool” 。来自 Aquion 的研究人员 马特o马龙（Matt Maroon）从 2002 年就进入这个领域，而他在很长一段时间内都是整个团队中最年轻的人，因为没有更多的人愿意搞电池研发。
不过在 15 年后的今天，情况有所转变，研发新型电池的人渐渐多了起来，马特也终于不再是最年轻的那个。人们意识到利用电能是发展的一个趋势，它能帮助改善环境，提高资源的利用效率，而新型电池可以应用到更加广泛的场景里，家庭用电，公共设施用电，汽车用电等等。
新型电池的应用还有很长一段路要走，就像当初的发明锂电池一样。人们在 20 世纪 70 年代就开始研究锂电池，而在 1992 年才由索尼发布了首个商用锂电池，在漫长的完善和发展中其才慢慢进入到我们生活中，进入到我们的手机，电脑中。
部分图自：wired，grist
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