◆消費(fèi)電子產(chǎn)品上的鋰離子電池與動(dòng)力鋰離子電池有什么區(qū)別？

　　鋰離子電池自誕生以來(lái)一直在消費(fèi)類電子產(chǎn)品中大行其道，而近幾年它在電動(dòng)車領(lǐng)域得到極大的發(fā)展，讓無(wú)碳出行成為可能。那么二者又有什么區(qū)別呢？

　　一般在手機(jī)、智能手表等消費(fèi)類電子設(shè)備上，通常會(huì)選用像鈷酸鋰這種具有較大能量密度的鋰離子電池。雖然這種電池可能會(huì)帶來(lái)一定的安全風(fēng)險(xiǎn)，但由于它們體積小且與人形影不離，使用環(huán)境總體來(lái)講不那么苛刻，所以風(fēng)險(xiǎn)總體可控。

　　相比之下，電動(dòng)車上的動(dòng)力鋰電池能量密度通常沒(méi)有消費(fèi)類電子產(chǎn)品上的電池那么高，為的就是降低安全風(fēng)險(xiǎn)。畢竟一輛電動(dòng)車上的動(dòng)力電池包由成百上千塊電芯組成，如果增加某一個(gè)電芯出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)的概率，那么整體電池組出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)的概率就會(huì)大大增加。這也是為什么電動(dòng)車企會(huì)為動(dòng)力電池包設(shè)計(jì)遠(yuǎn)比數(shù)碼電子產(chǎn)品更為復(fù)雜的電池主/被動(dòng)散熱系統(tǒng)，以及精密的電池控制系統(tǒng)。

　　此外，更高能量密度的鋰離子電池通常壽命更短，而消費(fèi)類電子產(chǎn)品的生命周期大都在2年左右，要比電動(dòng)車的壽命低的多。所以高能量密度電池更能夠滿足消費(fèi)類電子產(chǎn)品的使用需求，但并不太適合電動(dòng)車。

◆吉野彰對(duì)于電動(dòng)車發(fā)展的看法

　　吉野彰先生曾經(jīng)在接受媒體對(duì)話的時(shí)候預(yù)測(cè)，電動(dòng)汽車在2025年左右將會(huì)占據(jù)新車銷量的15%，但限制電動(dòng)車發(fā)展的關(guān)鍵可能在于動(dòng)力電池能否被回收。如果人類能夠從回收的動(dòng)力電池中重新獲取到生產(chǎn)動(dòng)力電池的原材料，那么這個(gè)難題便會(huì)迎刃而解，電動(dòng)車行業(yè)也將得到更加長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展。

◆古迪納夫是何許人也？

　　當(dāng)看到這里，或許大家已經(jīng)清楚鋰離子電池誕生的來(lái)龍去脈。不過(guò)您或許還有一個(gè)疑問(wèn)，那就是在三位發(fā)明者中，有一個(gè)人最近總是被頻繁曝光。明明最終獲獎(jiǎng)的是三個(gè)人，為什么大家卻頻頻把目光投向這一個(gè)人身上呢？那么接下來(lái)，請(qǐng)聽(tīng)我給您詳細(xì)介紹一下這個(gè)人。

　　但即便年近百歲，他目前依然奮斗在鋰離子電池研發(fā)的崗位上，這是古迪納夫先生精神層面上光輝的一面。不過(guò)，他在電化學(xué)方面所做出的成就更為奪目。在電化學(xué)屆只要一提起古迪納夫先生，幾乎是無(wú)人不知、無(wú)人不曉。

　　 在上文我們只提到他發(fā)明出了鈷酸鋰以及鎳酸鋰正極材料，并促成了鋰離子電池的商業(yè)化。不過(guò)這只是他在鋰離子電池領(lǐng)域貢獻(xiàn)的一小部分，或者說(shuō)是一個(gè)開(kāi)始。隨后，他繼續(xù)投身于鋰離子電池領(lǐng)域的研究。

　　最早投入使用的鈷酸鋰電池其實(shí)并不完美，它有兩個(gè)主要問(wèn)題：一個(gè)是在多次充放電后，鈷酸鋰正極材料的層狀結(jié)構(gòu)也會(huì)出現(xiàn)不可逆的塌陷，雖然只有一小部分，但已經(jīng)足以讓使用者感受到電池壽命的降低，這也是為什么數(shù)碼產(chǎn)品的電池使用壽命普遍較短；另一個(gè)問(wèn)題就是鈷金屬材料在世界的儲(chǔ)量很少，再加上鋰離子電池的廣泛應(yīng)用，極大地抬高了這種材料的采購(gòu)成本。

　　面對(duì)這兩個(gè)問(wèn)題，古迪納夫團(tuán)隊(duì)很早就開(kāi)始研究鈷酸鋰的替代材料。這種材料的層狀結(jié)構(gòu)要足夠穩(wěn)定，使電池的使用壽命大大增強(qiáng)，另外它也要擁有更低的成本，那么究竟有沒(méi)有這樣的材料呢？

　　1997年，當(dāng)古迪納夫75歲那年，他的團(tuán)隊(duì)再次給了世界一個(gè)驚喜。他們研發(fā)出了一種名叫磷酸鐵鋰（LiFePO4）的正極材料，這種材料相比鈷酸鋰材料擁有更結(jié)實(shí)的晶體結(jié)構(gòu)，并可以使鋰離子在內(nèi)部暢快的流動(dòng)。這意味著這種電池性能更好、壽命更長(zhǎng)而且更安全。并且它的主要構(gòu)成元素是我們生活中隨處可見(jiàn)的鐵和磷，所以生產(chǎn)成本要比鈷酸鋰低得多。

　　 但磷酸鐵鋰材料的發(fā)展并不順風(fēng)順?biāo)�，全球多家電池企業(yè)因?yàn)闋?zhēng)奪這項(xiàng)專利而對(duì)鋪公堂。而且這種材料同樣不完美，它有一個(gè)最大的問(wèn)題就是能量密度相對(duì)較低，所以目前在電動(dòng)車領(lǐng)域?qū)�續(xù)航有較高要求的乘用車很少采用這種電池材料了，它們更多被用在了對(duì)安全性要求更高的大巴車上。但無(wú)疑，這仍然是一項(xiàng)對(duì)鋰電池行業(yè)發(fā)展起到推進(jìn)作用的偉大發(fā)明。

　　憑借著研發(fā)出鈷酸鋰以及磷酸鐵鋰電池材料，鋰離子電池得以走進(jìn)千家萬(wàn)戶，改變了一代人的生活方式。然而，就是這么一個(gè)為人類做出了如此突出貢獻(xiàn)的人，在他97歲之前卻始終未獲得過(guò)一次諾貝爾獎(jiǎng)，這讓很多人為他心有不甘，覺(jué)得世界欠古迪納夫一個(gè)諾貝爾獎(jiǎng)。

　　然而，古迪納夫先生知道自己并非為榮譽(yù)而活，他更在乎的似乎還是鋰離子電池未來(lái)的發(fā)展。所以，在近幾年中，他開(kāi)始研究一個(gè)新的課題，那就是解決鋰離子電池的安全問(wèn)題，并繼續(xù)降低其制造成本。在他看來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題的辦法，就是通過(guò)一種名為全固態(tài)電池的新型鋰離子電池。

　　相信很多人都聽(tīng)說(shuō)過(guò)固態(tài)電池，但或許并不了解它是什么，究竟有什么用。其實(shí)固態(tài)電池相比傳統(tǒng)的鋰離子電池最本質(zhì)的區(qū)別是，電池中的電解質(zhì)從液體變成了固體。我們知道傳統(tǒng)的液態(tài)電解質(zhì)非常危險(xiǎn)，是鋰離子電池著火的主要元兇。當(dāng)把它們換成成本更低的固態(tài)電解質(zhì)后，其危險(xiǎn)性將大大降低，我們或許將不會(huì)再為手機(jī)、電動(dòng)車起火而擔(dān)憂了。

　　據(jù)古迪納夫先生介紹，在2015年，他的團(tuán)隊(duì)就發(fā)現(xiàn)了一種名叫NASICON（鈉超離子導(dǎo)體）的固態(tài)電解質(zhì)。這種材料能夠達(dá)到與液態(tài)電解質(zhì)近乎一樣的性能，并可以為鋰離子電池帶來(lái)更多的電池循環(huán)次數(shù)以及更優(yōu)的安全性。在先生看來(lái)，未來(lái)配備了全固態(tài)電池的電動(dòng)車將有能力與由化石燃料提供動(dòng)力的內(nèi)燃機(jī)車展開(kāi)更激烈的競(jìng)爭(zhēng)。

◆尾聲：

　　曾經(jīng)流傳一種說(shuō)法，雖然鋰離子電池不是古迪納夫一個(gè)人發(fā)明的，但是他成就了鋰離子電池今天的輝煌。如今摘得諾貝爾金牌的他，97歲高齡還依然奮戰(zhàn)在新一代鋰離子電池研發(fā)的前沿陣地上，這樣敬業(yè)的精神值得我們欽佩，同樣也值得我們感激。（圖/文 汽車之家 胡永彬）

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