“下一代电池”追逐大战

电池没有做多大改变就占领了当今的世界。相比之下，智能手机与以前的大型计算机的共同点要少得多。特斯拉Model 3与福特Model T也没有多少共同点。但如今电池采用的锂离子技术已经持续了几十年的指数级增长——为电子设备和电动汽车提供动力，在此过程中还促成了一批亿万富翁的诞生——其结构较索尼1991年首次商业化的技术并没有什么重大变化。

随着全球温室气体排放的迅速减少，人们开始竞相使用更大功率的电池，使用主体包括电网、卡车、轮船，甚至飞机。这项关键技术的格局最终将迎来翻天覆地的变化，一些不事声张的初创公司有望取得突破。QuantumScape Corp.表示，已经研制出一种新的电池材料，可以让电动汽车续航里程更远，加快充电速度。因此，最近几周这家初创公司获得了130亿到200亿美元的估值，尽管还没有任何收入进账。其竞争对手，包括三星(Samsung)和松下(Panasonic)等行业巨头，也在研发下一代电池。

锂离子电池最早是20世纪70年代埃克森公司的一个研究实验室发明的。用于制造电池阳极的金属锂经常导致起火，使得埃克森放弃了这个方案。但学术界的研发兴趣未减，全世界各地都有科学家在开发更安全的材料。英国科学家约翰·古迪纳夫(John Goodenough)发现，完全由钴制成的阴极更安全，储存的能量也更多。这一发现为他赢得了2019年诺贝尔化学奖。在那之后，摩洛哥科学家拉希德·亚扎米(Rachid Yazami)发现，用石墨（碳的一种形式）作为阳极可以使锂离子电池更加稳定，有助延长电池使用寿命。最后，到了上世纪90年代，索尼电池部门的负责人泽奎三郎(Tozawa Keizaburo)将所有这些发明结合在一起，制造出了第一款商用锂离子电池。

鉴于金属锂似乎是一种大有前途的阳极材料，电池化学家们又开始寻找新的阴极材料了。这些新的无钴材料有望进一步提高能量密度，从而使电池变得足够轻便，可以为电动飞机提供动力。从埃克森的实验室到颠覆汽车行业，锂离子电池已经取得了长足进步。然而，这还只是全世界开发这种清洁能源技术潜力的开始。

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