电池“革命” 供电动汽车使用的液体燃料

提高电池性能是使电动汽车在不充电的情况下行驶数百公里的关键。然而，现有技术的改进总是修修补补，突破性的进步总是让人感到遥不可及。然而，采用一种新的方法来安排现代电池的内部结构，有望使电池容量翻一番。

这一想法是由麻省理工学院教授蒋业明提出的。他在度假时想出了这个主意，并与人共同创立了A123系统公司。蒋业明认为，推动电解液通过电池的所谓“液流电池”具有一些优异的特性，而已广泛应用于日常电子产品的最高级别锂离子电池具有较大的能量密度。如果能找到一种方法将两者的优势结合起来呢？

液流电池将电能储存在电解液罐中，其缺点是能量密度低。其优点是尺寸随机，易于扩容：要提高电池容量，只需建造一个更大的储能罐即可。

蒋业明和他的同事们制作了一个新电池的工作样本。它的能量密度相当于传统的锂离子电池，但它的储能载体本质上与液流电池相同。这种载体看起来像黑泥，含有纳米颗粒和储能金属颗粒。蒋业明称之为“剑桥原油”。

如果在电子显微镜下观察剑桥原油，可以看到许多灰尘大小的颗粒，它们的材料与许多锂离子电池的阴极和阳极相同，即锂钴氧化物（阳极）和石墨（阴极）。

在这些悬浮在液体中的相对较大的颗粒之间是一些由碳制成的纳米颗粒，这是本发明发明的“秘密调味料”。纳米颗粒聚集在一起形成海绵状网络，形成“液体线”，连接储存离子和电子的较大电池颗粒。当它流动时，纳米组件

电子运动的路径始终保持不变，因此电子可以在储能载体的粒子之间自由运动。

新电池的工作载体可以流动，这引发了一些美好的希望。例如，装有这种电池的汽车在进入加油站后可以直接添加剑桥原油，而无需充电。蒋业明的合作伙伴、麻省理工学院的W.CraigCarter建议，用户可以在不给插座充电的情况下，用油箱形状的电解液更换设备。然而，从电池中注入或取出可充电电解液并不是蒋业明现在关注的第一个工业化应用。他与卡特和实业家Throop Wilder合作创建了一家名为24M Technologies的新公司，将其团队的研发成果推向市场。Carter和蒋业明都对公司的第一款产品守口如瓶，但他们强调，这些电池完全适合电网储能等应用。姜业明指出，即使存储容量不大，也可能对风能、太阳能等间歇性能源的性能产生重大影响。基于他的设计的大型储能电池的能量密度将至少是传统液流电池的10倍。这种电池可以制造得更紧凑，并且成本可以更低。

然而，剑桥原油要实现工业化还有很长的路要走。一家重点科研机构的储能工程负责人指出：“对此持怀疑态度的人可能会说，他的新设计遇到的棘手问题比一些潜在的解决方案要有益得多。”通过电池泵送电解液需要添加机械设备，从而增加系统的重量，这当然令人不快。“泵、储能罐、管道等的重量和体积，以及电解质和碳添加剂所需的额外重量和体积可能会使这项技术在重量上超过现有技术水平的电池。此外，随着时间的推移，经过多次充电和放电，其稳定性可能不如传统的锂离子电池墓地。

更根本的问题是这种新型电池的充电速度太慢。根据Carter的说法，它比传统电池慢2~4倍。

这让汽车很头疼，因为汽车需要快速传输电力。一种解决方案是将这种电池与传统电池或超级电池一起使用……

citor（可以在几秒钟内释放储存的电能），后者将在制动和加速过程中提供缓冲传输。

但这个新方案仍然有很大的潜力。美国觉硕大学材料工程师YuryGogotsi指出，将能量储存在“颗粒流体”中的设备应该与几乎任何电池化学系统兼容，从而推动电池行业未来的创新。高国奇说：“这为电池设计开辟了一条新的道路。”

（编辑/董海荣）提高电池性能是让电动汽车在不充电的情况下行驶数百公里的关键。然而，现有技术的改进总是修修补补，突破性的进步总是让人感到遥不可及。然而，采用一种新的方法来安排现代电池的内部结构，有望使电池容量翻一番。

这一想法是由麻省理工学院教授蒋业明提出的。他在度假时想出了这个主意，并与人共同创立了A123系统公司。蒋业明认为，推动电解液通过电池的所谓“液流电池”具有一些优异的特性，而已广泛应用于日常电子产品的最高级别锂离子电池具有较大的能量密度。如果能找到一种方法将两者的优势结合起来呢？

液流电池将电能储存在电解液罐中，其缺点是能量密度低。其优点是尺寸随机，易于扩容：要提高电池容量，只需建造一个更大的储能罐即可。

蒋业明和他的同事们制作了一个新电池的工作样本。它的能量密度相当于传统的锂离子电池，但它的储能载体本质上与液流电池相同。这种载体看起来像黑泥，含有纳米颗粒和储能金属颗粒。蒋业明称之为“剑桥原油”。

如果在电子显微镜下观察剑桥原油，可以看到许多灰尘大小的颗粒，它们的材料与许多锂离子电池的阴极和阳极相同，即锂钴氧化物（阳极）和石墨（阴极）。

在这些悬浮在液体中的相对较大的颗粒之间是一些由碳制成的纳米颗粒，这是本发明发明的“秘密调味料”。纳米颗粒聚集在一起形成海绵状网络，形成“液体线”，连接储存离子和电子的较大电池颗粒。当它流动时，纳米组件

电子运动的路径始终保持不变，因此电子可以在储能载体的粒子之间自由运动。

新电池的工作载体可以流动，这引发了一些美好的希望。例如，装有这种电池的汽车在进入加油站后可以直接添加剑桥原油，而无需充电。蒋业明的合作伙伴、麻省理工学院的W.CraigCarter建议，用户可以在不给插座充电的情况下，用油箱形状的电解液更换设备。然而，从电池中注入或取出可充电电解液并不是蒋业明现在关注的第一个工业化应用。他与卡特和实业家Throop Wilder合作创建了一家名为24M Technologies的新公司，将其团队的研发成果推向市场。Carter和蒋业明都对公司的第一款产品守口如瓶，但他们强调，这些电池完全适合电网储能等应用。姜业明指出，即使存储容量不大，也可能对风能、太阳能等间歇性能源的性能产生重大影响。基于他的设计的大型储能电池的能量密度将至少是传统液流电池的10倍。这种电池可以制造得更紧凑，并且成本可以更低。

然而，剑桥原油要实现工业化还有很长的路要走。一家重点科研机构的储能工程负责人指出：“对此持怀疑态度的人可能会说，他的新设计遇到的棘手问题比一些潜在的解决方案要有益得多。”通过电池泵送电解液需要添加机械设备，从而增加系统的重量，这当然令人不快。“泵、储能罐、管道等的重量和体积，以及电解质和碳添加剂所需的额外重量和体积可能会使……

是技术在重量上超过了现有技术水平的电池。此外，随着时间的推移，经过多次充放电后，其稳定性可能不如传统的锂离子电池。

更根本的问题是这种新型电池的充电速度太慢。根据Carter的说法，它比传统电池慢2~4倍。

这让汽车很头疼，因为汽车需要快速传输电力。一种解决方案是将这种电池与传统电池或超级电容器（可以在几秒钟内释放储存的电能）一起使用，后者将在制动和加速过程中提供缓冲传输。

但这个新方案仍然有很大的潜力。美国觉硕大学材料工程师YuryGogotsi指出，将能量储存在“颗粒流体”中的设备应该与几乎任何电池化学系统兼容，从而推动电池行业未来的创新。高国奇说：“这为电池设计开辟了一条新的道路。”

（编辑/董海荣）

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