谈到“电池”这个词，人们最先想到的是哪个品牌？很多人会联想到三星。三星Galaxy Note7面市一个月内，就出现了三十多起电池爆炸和起火事件，而他们宣传了三四年的石墨烯电池，至今仍无法实现量产。从2010年起，关于电动汽车元年即将到来的预言就没停止过，但是，续航能力差、充电速度慢等难题始终未能攻克。近几个月来，电池技术取得重大突破，众多厂商和研发机构纷纷展现出各自独特的创新能力，这些新电池能够有效解决用户的续航困扰，单次充电即可支持车辆行驶两千公里以上，确实令人赞叹。
1.超级快充——石墨烯电池
石墨烯是一种二维碳纳米材料，它由碳原子构成，呈现六角形蜂巢晶格结构。这种材料凭借出色的光学、电学和力学性能，被誉为具有划时代意义的材料。5月13日，广汽新能源公开发布消息，计划在年底将采用三维结构石墨烯（3DG）材料的“超级快充电池”应用于实际车辆，并且Aion系列车型将采用这项技术成果。
广汽新能源于2014年便着手进行石墨烯技术的钻研，经过六年的持续探索，成功研发出自有知识产权的三维构造石墨烯材料，并掌握了其制造与运用方法，目前已成功完成电芯、模组以及电池包的样品检测。实际车辆测试结果显示，采用石墨烯电池只需8分钟就能将完全没电的电池充至85%的电量，同时电池的耐用性与安全性均符合实际应用的要求。期待广汽新能源言出必行，让那款许久不见的尖端技术尽快实现量产，并且推向市场。
2.独特结构——刀片电池
3月29日，比亚迪推出了一种构造新颖的“刀片电池”，王传福在相关活动中说明：“‘刀片电池’能让‘自燃’这个表述彻底消失在新能源汽车的语境中。”这种电池的命名形象地描绘了其电芯如同“刀片”般层叠在电池组里的状态，因而其内部空间的利用效率比常规电池增长了大约五成，尽管属于磷酸铁锂电池，但在行驶距离的表现上却能与三元锂电池相媲美。此外，“刀锋面”拥有与生俱来的超高强度，不容易发生弯折。
刀片电池的一大长处在于不会起火燃烧，这一点可以通过一组穿刺测试来清楚认识。当前最常见的三元锂电池，一旦遭受钢针刺穿，其表面温度会立刻冲破五百摄氏度，并且迅速引发猛烈燃烧；相较之下，虽然续航能力稍逊、但稳定性更佳的传统磷酸铁锂实心电池，在经受穿刺时虽不产生火光却会冒烟，其表面温度依然会攀升至二百至四百摄氏度之间。刀片电池在针刺测试后没有出现明火或烟雾，电池表面温度保持在30℃到60℃之间，即使将鸡蛋放在电池表面也毫发无损。刀片电池已经通过比亚迪汉车型率先在欧洲上市，并计划于六月在中国市场发售。
3.价格亲民——无钴电池
钴（Co）在锂离子电池中的含量极为稀少，其价格在2017年时已飙升至40万元/吨的高位。为了维持电池性能稳定，钴的使用量越少越好，这样制造成本也会相应降低。当前市场上常见的811三元锂电池，其镍、钴、锰（铝）配比已达到现有技术的最高标准。今年二月，特斯拉公开了不采用含钴电池的技术方案，紧接着促使钴原料市场股价出现显著下滑。五月份十一日，宁德时代确认了向特斯拉供应电池的意向，同时说明双方合作计划将拓展到国际市场，并且公司自身也在积极研发不含钴的电池类型。
去年7月9日，蜂巢能源在产品宣传活动中首次推出了“全球首款NMx无钴电池”。现阶段，该公司无钴材料已经成功实现百公斤级别的试制，基于这种无钴材料的电芯产品正在同步研制，其能量密度可达到240至245瓦时每公斤。蜂巢能源运用了层叠式电芯构造，这种设计让能量存储能力增加了百分之五，使用周期延长了十分之一，生产费用减少了五个百分点。该公司计划于五月十八日开展一场网络推介活动，主题是《不含钴的电池核心和前景》，活动内容十分引人关注。
4.加倍储能——锂硫电池
当前汽车动力电池普遍的能量含量仅为200瓦时每公斤，若能提升至240瓦时每公斤，便已属于相当高的水准，然而，在长时间未能攻克这一技术难关的情况下，锂硫电池技术应运而生，2018年10月，日本海上自卫队的“苍龙”级潜艇“应龙”号正式投入运用，该潜艇采用柴油引擎与锂硫电池组合的动力系统，其中，锂硫电池所展现出的能量密度达到了令人惊叹的500瓦时每公斤。这艘潜艇的电量储备高达接近一万度，配备了先进的复合散热系统，其锂硫电池支持迅速进行充电和放电操作，是国际上首艘将新能源技术应用于军事领域的潜艇，这一点值得特别关注，该潜艇的关键技术完全依赖于丰田、汤浅、东芝、三菱等企业的供应，与新能源技术在民用领域的推广有着密切的关联。
英国OXIS能源企业近期披露消息，该公司将与巴西CODEMGE开发企业联手，在巴西打造全球首座锂硫电池制造设施。根据OXIS能源企业的规划，初期将租用约两万平方米的土地，目标是每年能够生产五百万个锂硫电池，预计年总产量或在一两百兆瓦时以内。OXIS能源公司透露，其制造的锂硫电池功率质量比将不少于400瓦时每公斤，主要面向飞行器、军事装备、乘用车以及水上交通工具等领域的使用。
锂硫电池的潜在能量密度能够达到每千克超过1000瓦时，一旦技术获得完善并广泛应用于民用汽车领域，行驶2000公里的续航能力将十分容易实现。
5.全新工艺——钛、锰颗粒研磨制作电极
当前多数研究主要依靠开发全新化学成分或创新构造来提升电池性能，却鲜少有人意识到制造流程不仅有助于提升效能，还能逐步取代电极里的钴和镍成分。近期，横滨国立大学的研究者通过观察一个看似基础的切削工艺，意外获得了突破性的新见解。
当前电池的主要缺陷在于充放电速率迟缓，科研人员察觉到微粒的尺寸或许是症结所在，于是着手运用物理手段将钛与锰的颗粒处理成纳米尺度。以这些纳米颗粒作为基础构建的电极，表现出卓越的电子传输与锂离子交互能力，能够促进电池储存和释放更多能量，而且不会对器件的使用期限造成不良后果。研究团队负责人薮内直树教授称，钛与锰属于常见元素，这表明能够实现更优的经济效益，无需采用当前电动汽车所使用的镍和钴离子，以及由这些元素构成的高性能电极材料。
倘若钛与锰确实能够充分取代电池里的钴和镍，便会显著减轻电池材料的来源负担，期待这项科研能够顺利开展。
6.自然环保——海水电池
现在国际上绝大部分锂资源都从含镁和钾的盐湖中获取，而锂化合物的分离和提纯过程会消耗很多水资源。含有有毒物质的锂矿排液会再次渗入生活用水网络，危害地下水源、农田灌溉用水以及人和动物饮用水，钴、镍等重金属造成的破坏性后果更为严重。
最近IBM的科研人员研发出一种新型电池，该电池的核心材料源自海洋矿物质，不仅资源获取便捷，而且对自然环境友好。根据IBM的实验数据，该电池在完全没电的情况下，不到五分钟就能充入八成的电量。同时由于原料成本不高，这种电池有望促成快速充电、费用低廉的电动汽车成为现实。IBM透露，眼下正联合梅赛德斯-奔驰等多家企业，合力研发该项技术。这项技术不仅有益于环境保护，还能减少电池制造对重金属的依赖，前景十分广阔。
7.“真”新能源——氢燃料电池
电池仅是能量存储方式，其容纳的电量仍源自现有电力系统。倘若发电站的能源并非清洁能源，比如水电、风能或核能，而是火力发电，那么电动汽车与燃油汽车本质上只是改变了污染的形态。假如必须将电池称作“新能源”，那么现阶段唯有氢燃料电池才真正配得上这个名号。氢能源电池没有废气产生，氢与空气中的氧在较低温度下发生化学变化，生成物仅是水，转化率超过六成，给氢罐注满燃料只需四分钟，跟使用汽油的汽车一样便捷。
宝马于2011年和丰田达成了合作意向，从2013年起双方开始合作开发氢能源动力系统。2019年，宝马在法兰克福车展上推出了基于X5打造的i Hydrogen NEXT概念车，这款车型使用氢燃料电池作为驱动能源，充分体现了宝马与丰田合作取得的进展。最近，宝马公布了i Hydrogen NEXT的驱动系统，该系统中的电驱动部分源自现成的宝马第五代eDrive，其行驶距离能够媲美丰田Mirai的483公里。
据估计，到2020年岁末，世界范围内建成的加氢站数量将突破435个，而到了2025年，这个数字预计会攀升至1000个以上，氢动力电池或许才是那个真正能够脱颖而出的新能源选项。
研读了这些学术报告，尤其是那个源自军工技术、续航达两千公里的锂硫电池，众多像我一样曾持怀疑态度的人们，或许会对新能源汽车的发展方向重新抱有期待。二零二零年是否真会为电动汽车行业带来转折点？我们只能静观其变。（相关插图源自互联网）
