能讓奧迪A2電動(dòng)車一次充電就能跑605公里的是一款叫做Kolibri的電池，直譯為蜂鳥的它會(huì)改變電動(dòng)車前進(jìn)的速度嗎？
毫無疑問，電池是目前電動(dòng)汽車上最薄弱的一環(huán)。人們期盼更好的電池：它應(yīng)該有更長的巡航距離、更輕、體積更小、充電夠快，以及足夠便宜。可惜，傳統(tǒng)的技術(shù)并不能讓人滿意。鉛酸電池顯然太過笨重，而現(xiàn)在廣泛使用的各種鋰離子電池只能維持兩百公里左右的行駛距離，充電時(shí)間卻往往需要幾個(gè)小時(shí)。不過，這種情況將不會(huì)持續(xù)很長時(shí)間了。10月，一輛奧迪A2從德國慕尼黑出發(fā)，7個(gè)小時(shí)之后到了柏林，全程605公里。這像是一次普通的旅行，只有一件事有點(diǎn)不同尋常—這是一輛全電動(dòng)汽車，而在這段行程中，它沒有充過電。
這輛汽車上安裝了300公斤的新型電池，在跑完了605公里之后還剩18%的電量，足以再跑150公里。單從數(shù)字上看，這輛車單次充電行駛的里程還達(dá)不到今年5月份在日本實(shí)現(xiàn)的1000公里紀(jì)錄；但是這次使用的奧迪A2車基本上包含了普通汽車的所有功能，而且行駛速度平均達(dá)到每小時(shí)90公里，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過日本試驗(yàn)的相應(yīng)數(shù)字。這也就意味著，這種新型電池基本上可以符合人們?nèi)粘ｑ{駛的需要，足以和化石燃料汽車一決高下了。“這是一個(gè)巨大的成功。”來自德國聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)與技術(shù)部的Andreas說，“我們正處在激烈的全球競(jìng)爭中，而這樣的新技術(shù)將會(huì)讓我們成為技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者。”
這種電池的商品名叫做“Kolibri”，是鋰金屬聚合物電池大家庭中的一員。它的能量轉(zhuǎn)換率能夠達(dá)到97%的驚人程度，而一次充電只需要20分鐘。這些指標(biāo)相當(dāng)引人注目，也許會(huì)讓鋰電池掀起一場(chǎng)新的浪潮。
在今天，當(dāng)我們談到“鋰電池”這個(gè)名詞的時(shí)候，大部分情況下指的是鋰離子電池。這種技術(shù)從1970年代開始應(yīng)用至今，但是鋰金屬電池的研發(fā)還要更早一些。鋰金屬電池直接使用鋰金屬或者鋰金屬的氧化物作為電極，利用它活躍的化學(xué)性質(zhì)和重量極輕的特征，制造出能量密度更高的電池。然而，鋰金屬電池卻有一個(gè)致命的弱點(diǎn)。
通常來說，我們使用的可充電電池，都可以簡單地分成正極、電解質(zhì)、隔膜和負(fù)極四個(gè)部分，其中隔膜負(fù)責(zé)隔開正極和負(fù)極來防止短路，同時(shí)提供離子輸電通道，讓外部電路產(chǎn)生電流。在過去的鋰金屬電池中使用的電解質(zhì)大多數(shù)是液態(tài)或者膠體聚合物，而正極在長期使用中，表面會(huì)生長出樹枝狀的結(jié)晶，往往會(huì)刺穿隔膜，造成短路。
這種弱點(diǎn)，讓鋰金屬電池從來沒有大規(guī)模使用過，直到2002年加拿大的Avestor公司開發(fā)出了真正可以應(yīng)用的鋰金屬聚合物電池為止。顧名思義，鋰金屬聚合物電池是指使用了高分子聚合物材料的鋰金屬電池。Avestor公司開發(fā)的電池每一塊都是只有數(shù)百微米的薄片，由四層疊加在一起構(gòu)成：最上面一層是做為正極的鋰金屬，第二層是以高分子聚合物制造的固體電解質(zhì)，第三層是含有二氧化釩的復(fù)合材料負(fù)極，最底下一層是起到保護(hù)作用的鋁箔。將這些薄片狀的電池并聯(lián)或者串聯(lián)起來，就可以獲得更高的電流和電壓。
和傳統(tǒng)鋰離子電池不同的是，這種電池完全是固體。固態(tài)的電解質(zhì)能夠讓離子通過，但是會(huì)阻擋電子，當(dāng)放電時(shí)電子會(huì)經(jīng)由電路流過形成電流，而離子會(huì)向正極移動(dòng)；在充電時(shí)則剛好相反。這種電池能量密度更高，放電曲線更加平穩(wěn)；能夠做成任意形狀，可以薄到一張信用卡的程度，可以彎曲成90度而不會(huì)泄露任何液體或者氣體。
現(xiàn)在Avestor公司的鋰金屬聚合物電池已經(jīng)應(yīng)用于通信產(chǎn)業(yè)，但是在電動(dòng)汽車上還沒有類似的嘗試。法國的BatcScap公司也開發(fā)出了同樣原理的電池，并且將努力的方向轉(zhuǎn)向更優(yōu)化的材料以及更高的可靠性方面?，F(xiàn)在看來，這種“Kolibri”鋰金屬聚合物電池已經(jīng)達(dá)到了電動(dòng)汽車使用的標(biāo)準(zhǔn)。
開發(fā)出這種新電池的DBM能源公司位于柏林，創(chuàng)立于2005年，一直專注于鋰金屬聚合物電池的研究。它的CEO Mirko是一位物理系的大學(xué)輟學(xué)生，今年也才只有27歲。他們開發(fā)出了新的材料，使用鋰金屬的氧化物做為正極，石墨作為負(fù)極，將單片電池的厚度縮減到與一根頭發(fā)直徑相仿的程度，也有效地提高了能量密度。Kolibri電池里的單層組件呈片狀，電池的一極是石墨，另一極是鋰金屬氧化物，中間是電解質(zhì)。Kolibri電池高性能的基礎(chǔ)是復(fù)雜的膜技術(shù)，使電池具有了高度穩(wěn)定性和高效率。這種電池的層狀結(jié)構(gòu)摒棄了液體電解質(zhì)，降低了高電流輸出時(shí)產(chǎn)生的熱量，效率因此提高到了97%。而且這種電池所含電力可全部用光，不會(huì)對(duì)電池產(chǎn)生損害。由于電池內(nèi)部不含重金屬、有毒氣體、液體或酸，所以不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染。另外，Kolibri電池充電時(shí)間特別短。更讓人期待的是，據(jù)稱這種電池的使用壽命可達(dá)50萬公里。
在德語中，Kolibri是蜂鳥的意思。DBM認(rèn)為蜂鳥是世界上最奇妙的造物—這種體長只有數(shù)厘米的小鳥每秒鐘能飛過近400個(gè)體長的距離，每秒鐘撲翼多達(dá)80次，加速時(shí)能夠達(dá)到10G的加速度?？梢韵嘈?，DBM能源公司希望自己的新產(chǎn)品能夠像蜂鳥一樣體積小、重量輕，而且能量強(qiáng)大。
現(xiàn)在已經(jīng)有一家物流公司把蜂鳥電池用在他們的叉車上，每次充電可以讓叉車連續(xù)運(yùn)行28個(gè)小時(shí)。雖然目前還不確定是否有汽車生產(chǎn)企業(yè)打算采用這種電池，但是只要成本降到足夠低的程度，總會(huì)產(chǎn)生新的機(jī)會(huì)。
DBM目前并沒有公布電池的成本，但是他們認(rèn)為，當(dāng)開始大量生產(chǎn)時(shí)，成本將不會(huì)比傳統(tǒng)的鋰離子電池更高。而在被問到何時(shí)可以開始大量生產(chǎn)時(shí)，Mirko的回答很令人振奮：“樂觀地說，現(xiàn)在就行。”
