摘要：電池技術(shù)不僅僅影響著工業(yè)的發(fā)展，更是對世界能源結(jié)構(gòu)也產(chǎn)生著一定的影響。想要徹底擺脫化石能源電力，發(fā)展可再生電力，必不可少的就是儲(chǔ)能裝置，在用電波谷將電力儲(chǔ)存起來。

（來源：微信公眾號(hào)“車早茶” ID：chezaocha 作者：李潤澤）

在當(dāng)?shù)貢r(shí)間10月9日晚，瑞典皇家科學(xué)院宣布將2019年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)?lì)C發(fā)給三位科學(xué)（化學(xué)家）家，他們分別是美國的科學(xué)家John B Goodenough、英國的化學(xué)家M Stanley Whittingham和日本的化學(xué)家Akira Yoshino。

諾貝爾官方對他們的評(píng)語是：“他們的研究工作，奠定了無線時(shí)代和擺脫化石燃料的基礎(chǔ)?！睕]錯(cuò)，他們畢生的心血都集中在鋰電池領(lǐng)域，他們?nèi)齻€(gè)人的研究合力將鋰電池的技術(shù)發(fā)展至今。

其中尤為關(guān)鍵的是來自美國的科學(xué)家John B Goodenough，正是他在1976年發(fā)現(xiàn)的鈷酸鋰材料，開創(chuàng)了鋰電池的時(shí)代；而他在1997年，他所發(fā)現(xiàn)的磷酸鐵鋰材料，更是打開了鋰電池大規(guī)模運(yùn)用的大門。

而目前新能源汽車電池的主要類型便是磷酸鐵鋰電池與鈷酸鋰電池，可以說新能源汽車的發(fā)展，很大一部分就是基于他的研究成果。也正是這一場諾貝爾的頒獎(jiǎng)禮，讓世人的目光都集中在了電池領(lǐng)域，要知道自20世紀(jì)90年代至今，電池技術(shù)已經(jīng)陷入了長時(shí)間的停滯狀態(tài)，雖然能量密度在不斷的提升，但是在材料上卻沒有明顯的突破性進(jìn)步。

固然很多人會(huì)說，最新的石墨烯電池?zé)岫炔坏?，宣傳效果看起來也很厲害，它不算是一種突破嗎？誠然，若是在實(shí)驗(yàn)室范圍內(nèi)，石墨烯材料在電池產(chǎn)業(yè)中的確算得上一次重大的突破。它有著結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、導(dǎo)電性高、強(qiáng)度高、性能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。但是受限于產(chǎn)量問題，不能大規(guī)模運(yùn)用的它不足以稱為一次電池技術(shù)革命。

現(xiàn)在對電池技術(shù)依賴極大的新能源汽車領(lǐng)域中，電池能量密度和充電速度的快慢，直接決定著新能源汽車產(chǎn)業(yè)的前進(jìn)速度。而不僅僅是新能源汽車領(lǐng)域需要一次電池革命，在工業(yè)時(shí)代發(fā)展到現(xiàn)在，各行各業(yè)都需要一種更高能量密度的儲(chǔ)能裝置，來推進(jìn)工業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

那么眾人所期待的下一次電池革命，還要多久才能到來呢？會(huì)產(chǎn)自哪一塊呢？很遺憾的是，確切的答案茶哥也并不確定，但是卻通過一些蛛絲馬跡得到了以下結(jié)論：

1. 固態(tài)電池或?qū)⒊蔀橹饕邪l(fā)方向

電池技術(shù)不僅僅影響著工業(yè)的發(fā)展，更是對世界能源結(jié)構(gòu)也產(chǎn)生著一定的影響。想要徹底擺脫化石能源電力，發(fā)展可再生電力，必不可少的就是儲(chǔ)能裝置，在用電波谷將電力儲(chǔ)存起來。另一方面，更小更輕更多能量更低成本，也是所有采用電池設(shè)備所渴望看到的新型電池，所以電池的主流發(fā)展方向必定是朝著提高能量密度而去。

如此一來，目前眾多的電池種類里，在能量密度方面潛力巨大的當(dāng)屬固態(tài)電池。其固態(tài)的電解質(zhì)擁有更高的密度，可以讓更多帶電粒子聚集在一端，便擁有了更高的能量密度。目前最新的Li-CO2固態(tài)電池能量密度在實(shí)驗(yàn)室條件已經(jīng)高達(dá)1876Wh/kg，而現(xiàn)在最先進(jìn)的三元鋰電池能量密度最高也不過350Wh/kg。

上文中所提到的鋰電池之父，剛獲得諾貝爾獎(jiǎng)的美國科學(xué)家Goodenough，雖然目前已經(jīng)97歲高齡，現(xiàn)在還依舊在研發(fā)固態(tài)電池的前線上努力著，而他開始這項(xiàng)研究到現(xiàn)在已經(jīng)到了第7個(gè)年頭。本次獲得諾貝爾獎(jiǎng)之后，他當(dāng)下的研究得到了很多人的重視，而且很大可能會(huì)吸引大量的資金進(jìn)入這一領(lǐng)域。

2. 磷酸鐵鋰電池或?qū)⒃诠步煌ㄖ欣^續(xù)發(fā)揮更大作用

目前磷酸鐵鋰電池主要的運(yùn)用范圍是在公共交通領(lǐng)域，其成本低和不含重金屬的優(yōu)點(diǎn)，再加上穩(wěn)固的P-O鍵帶來的高安全性，讓各國的新能源公共車輛生產(chǎn)廠家紛紛選擇它來作為動(dòng)力電池。

不過受限于當(dāng)下的材料，磷酸鐵鋰電池目前的能量密度較之主流的三元鋰電池低出了不少，同時(shí)在低溫條件下的穩(wěn)定性也有一定的缺陷。但又由于它循環(huán)壽命高的優(yōu)點(diǎn)，讓科學(xué)家們也沒有放棄對它的改進(jìn)研究。

據(jù)最新的消息顯示，部分磷酸鐵鋰電池生產(chǎn)廠家在對正極、負(fù)極、電解液以及粘結(jié)劑作出改進(jìn)后，試生產(chǎn)出的磷酸鐵鋰電池的低溫穩(wěn)定性提升了許多。

而部分實(shí)驗(yàn)室通過優(yōu)化電池材料的方法，讓磷酸鐵鋰電池的能量密度也上升至200Wh/kg以上，雖然與最好的三元鋰電依舊有著不小的差距，但是已經(jīng)提升了將近一倍的能量密度，同時(shí)也還有著極大的進(jìn)步空間。

諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的頒發(fā)，將所有人的目光都集中在了電池技術(shù)之上。在可見的未來中，電能也將取代化石燃料成為我們主要的運(yùn)用能源。甚至可以說，下一次電池技術(shù)的突破，將會(huì)是繼第二次工業(yè)革命后，人類發(fā)展史上最重要的一次技術(shù)進(jìn)步，希望那一天的到來不會(huì)太遙遠(yuǎn)。

原標(biāo)題:鋰電池之父獲諾貝爾獎(jiǎng)，下一次電池革命還有多遠(yuǎn)？