說到鋰離子電池大家肯定并不陌生，從能裝進(jìn)褲兜里的手機(jī)、行駛在路上的汽車，再到用于電網(wǎng)能量儲(chǔ)存的基礎(chǔ)設(shè)施都能見到它的身影。 

目前，全球的鋰離子電池產(chǎn)量已達(dá)到約160G瓦時(shí)的水平。這項(xiàng)革命性的技術(shù)使其三位主要開發(fā)者在2019年獲得了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。

然而，鋰離子電池產(chǎn)品并非完美無缺。它價(jià)格偏高;有可能發(fā)生著火現(xiàn)象;依賴于越來越難以獲得的材料，如鈷和鎳。
電池專家一致認(rèn)為，總有一天會(huì)出現(xiàn)更好的電池。這說的有可能就是鋰金屬電池。

其實(shí)，鋰金屬電池算是鋰離子電池的前輩。它于1970年代由時(shí)任艾克森石油公司的化學(xué)家的斯坦利·惠廷厄姆(Stanley Whittingham，2019諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得住之一)開發(fā)出來。

金屬鋰作為電池材料的一大優(yōu)勢(shì)是，它很容易釋放電子和帶正電荷的鋰離子。理論上，如果電池體積不變，在搭載鋰金屬電池的情況下，電動(dòng)汽車的續(xù)航里程將提升一倍。

但事實(shí)證明，惠廷厄姆的設(shè)計(jì)難以商業(yè)化，原因在于鋰有著高反應(yīng)活性，通常鋰金屬箔與電解質(zhì)會(huì)產(chǎn)生不良反應(yīng)，從而導(dǎo)致電解質(zhì)過熱，甚至出現(xiàn)燃燒現(xiàn)象。另外，用來做陰極的二硫化鈦也太貴。

后來，惠廷厄姆和其他研究人員在鋰中加入了石墨，以此來降低其反應(yīng)活性，并用更便宜的材料替換了陰極。于是，我們現(xiàn)在常用的鋰離子電池由此誕生。

帶有鋰金屬陽極的電池就此被當(dāng)成了鋰離子電池發(fā)展道路上的一個(gè)有趣墊腳石。

不到十年前，來自麻省理工學(xué)院(MIT)的A123系統(tǒng)公司宣布破產(chǎn)，一定程度上是被這一不成熟技術(shù)拖了后腿，進(jìn)而導(dǎo)致投資者對(duì)于電池技術(shù)的疑慮。

2013年1月28日，在美國首都華盛頓，外國投資委員會(huì)(CIFUS)正式批準(zhǔn)，同意萬向集團(tuán)收購A123。同樣源自MIT的SolidEnergy接管了A123閑置的設(shè)施，隨后開始以具備商業(yè)可行性的方式自主制造電池。

總部位于美國華盛頓州博塞爾的XNRGI公司也沒有放棄這個(gè)選項(xiàng)，目標(biāo)是要將鋰金屬電池商業(yè)化并打入主流市場。

該公司研發(fā)團(tuán)隊(duì)通過將金屬鋰沉積到涂有薄膜的硅襯底上，并蝕刻數(shù)以百萬計(jì)的微小孔洞，成功地抑制了金屬鋰的反應(yīng)活性。

與傳統(tǒng)的鋰離子二維陽極相比，金屬鋰電池的三維基底大大增加了陽極的表面積�！笆褂媒饘黉囮枠O的容量是傳統(tǒng)石墨層間化合物的十倍�！盭NRGI公司CEO克里斯·德庫托(Chris D’Couto)說道。

該公司預(yù)計(jì)2020年開始批量生產(chǎn)鋰金屬電池，供應(yīng)給制造電動(dòng)車和消費(fèi)電子產(chǎn)品的客戶。

XNRGI還瞄準(zhǔn)了電網(wǎng)存儲(chǔ)市場。2019年，它與加拿大初創(chuàng)公司Cross Border Power簽署協(xié)議，成立了一家合資企業(yè)，主要業(yè)務(wù)正是將其電池分銷給北美的公用事業(yè)機(jī)構(gòu)。

當(dāng)然，關(guān)于新電池技術(shù)的新聞從來就沒斷過，其中不乏有人說自己的研究是“革命性的，可以顛覆整個(gè)市場”。但相對(duì)而言，在實(shí)驗(yàn)室里看起來很有前途的電池，到了真正投入市場時(shí)卻少之又少。

這取決于你要滿足多少個(gè)指標(biāo)�！卑⒇晣�家實(shí)驗(yàn)室儲(chǔ)能專家文卡特·斯里尼瓦桑(Venkat Srinivasan)解釋說，“如果是用于電動(dòng)車，理想的電池應(yīng)滿足續(xù)航里程為幾百公里、充電時(shí)間以分鐘為單位、工作溫度范圍廣泛、使用壽命達(dá)10年、碰撞安全等條件。當(dāng)然，成本也要降下來。

考慮的指標(biāo)越多，讓一項(xiàng)新的電池技術(shù)商業(yè)化就越困難，所以需要妥協(xié)。比如，想讓電池使用10年以上，那行駛里程可能就有限，充電速度也不會(huì)很快。”他補(bǔ)充說，“還有一點(diǎn)是，行業(yè)只希望看到至少與現(xiàn)有電池一樣好的產(chǎn)品。