剖析電池內部結構的奧秘

電池內部結構:鋰電池容量大

我們期望著一個廣泛使用清潔能源的新時代。作為這個時代的標志性場景之一，人們可能會看到像特斯拉電動車(teslaelectriccar)這樣的新車在街上跑來跑去，它們的動力不是汽油，而是洋溢電的鋰電池。屆時，沿途的加油站將被充電站取代。最新消息是，上海市今朝宣布了特斯拉電動車免牌照政策，并支持他們在我國更快地建設超級充電站。

但是，當你意識到電動車的電池與手機的電池并沒有那么大的不同時，光明將來的美妙前景可能就要被陰云籠罩了。手機用戶經常擔心電池壽命。很多人的手機在早上都是滿的，看到下午就要結束了，就有必要一天充一次電。筆記本電腦也有同樣的問題，可能在幾小時內就沒電了。電動車的實用性一直受到質疑，因為它們行駛的距離不夠遠，不會崩潰，要常常充電。特斯拉(Tesla)目前市場上唯一一款ModelS電動車是一項壯舉。ModelS是最引人注目的車型，號稱一次充電可以行駛480公里。

為甚么電池不耐用?物質在一定空間內所能儲存的能量稱為能量密度。電池在能量密度方面排名靠后。就每公斤出現的能量而言，我們每天使用的汽油可以達到50兆焦耳，而鋰電池的均勻水平不到1兆焦耳。其他類型的電池也在極低的水平上遨游。顯然，我們不能讓電池無限大;為了提高電池的容量，我們只能專注于提高電池的能量密度，但是有很多困難。這項技術有哪些難的?記者就此采訪了浙江大學化學副教授劉潤，以我們常用的鋰電池(簡稱鋰電池)為例，剖析電池內部結構的奧秘。

電解質非常緊要

由于電子的轉移，電池能夠供應能量。當電池連接到電路時，開關封閉，電流接通。在這一點上，電子會從負極逃逸，通過電路流向正極。在這個過程中，電子設備會讓你的手機工作，比如駕駛一輛特斯拉電動車。

鋰電池的電子是由鋰供應的。倘若你給電池充鋰，能量密度不會上升嗎?不幸的是，為了使鋰電池可充電，它的內部結構要依據其專門的能量密度進行評估。劉潤指出，鋰電池內部結構蘊含電解液、負電數據、正電數據和間隙，每一個都有自己特殊的工藝要，發揮著神奇的功能，缺一不可。這種結構限制了鋰電池的能量密度。

首先是電解液，它是電池中必不可少的輸送管道。當電池放電時，鋰原子失去電子，變成鋰離子，然后它們非得從電池的一端跑到另一端，然后在充電時回來。劉說。鋰離子在電池的南北兩極和不斷地形成了鋰電池循環利用的要害，而電解液保證了它的暢通無阻。電解質就像河流，鋰離子就像魚。倘若通道是干的，魚不能到達另一邊，鋰電池就不能正常工作。

電解質的美好之處在于，它只攜帶鋰離子，而不攜帶電子，確保電池惟有在電路連接時才會放電。同時，鋰離子，依據電解質的不同，以一種有序而明確的方式運動，因此電子總是朝一個方向運動，從而出現電流。

穩定的正負兩極

電解質雖然不供應能量，但卻很重，是鋰電池所必需的。那么，基于石墨的負面數據為甚么不多呢?石墨是制造鉛筆芯的材料，它不負責供應電子。劉強東說，這是為了確保充電時間不會出錯。

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