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马里兰州国家港——锂在空气中会自燃,但你电脑中的电池——以及新型电动汽车中的任何电池组——都是由锂制成的。锂甚至在水中也会燃烧,这很糟糕,因为锂水电池可能既便宜又强大。现在,电池制造商PolyPlus声称已经制造出这种电池,方法是将锂封装在特殊的膜中,该膜允许锂传递电荷而不会熔化。
“锂在水中会爆炸,”先进研究项目署能源部(简称ARPA-e)主任阿伦·马琼达尔在3月1日该机构的第二次年度会议上指出,该机构正在资助PolyPlus的开发工作。通过将锂包裹在薄膜的密封内,PolyPlus电池可以安全地与水中溶解的氧气反应,并提供高达每公斤1,300瓦时的电力。“这就像一条鱼,但它是一个电池。”
PolyPlus只是ARPA-e资助的几家更好的电池制造商之一,它们都在试图改进标准锂离子电池的每公斤约400瓦时——这就是为什么纯电动汽车没有传统汽车的长距离续航里程的原因。该项目被称为BEEST,即“用于交通运输中电能存储的电池”,总共资助了10个项目,范围从完全由固体材料组成的可充电电池到高能量密度电容器。“就像‘英特尔酷睿’一样,我希望未来你们的电动汽车内部都有BEEST,”马琼达尔说。
能源部长朱棣文在会议上告诉与会者,改造电池是目前减少石油消耗和将制造业岗位带回美国的唯一方法。得克萨斯大学奥斯汀分校的约翰·古迪纳夫发明了今天使用的锂离子电池——但日本和韩国公司现在在全球生产最多。“仅仅因为我们失去了领先地位,并不意味着我们不能把它拿回来,”朱棣文说,他提到了伊利诺伊州阿贡国家实验室的电池技术,现在正在由通用汽车和LG获得许可。
即使在没有更好的电池的情况下,通用汽车和其他汽车公司也在2011年将电动汽车推向市场——包括雪佛兰Volt和停在马里兰州会议现场的插电式丰田普锐斯。百思买的极客小队正在准备推出一项计划,帮助客户安装家庭充电站,这家消费零售连锁店的新兴业务主管查德·贝尔在会议上告诉与会者。而联邦快递等公司正在购买电动送货车队。“从长远来看,国家对进口石油的依赖是不可持续的,”联邦快递创始人兼首席执行官弗雷德·史密斯在对ARPA-e会议的视频讲话中说。“联邦政府必须资助对国家竞争力有重大影响的新技术的基础研究。”
PolyPlus的电池可能就是这样:将封装的锂电池组浸入一杯普通水中,它就会产生电流,点亮公司会议展示展位上的LED显示屏。许多公司正在努力改进今天的锂离子电池,随着价格的持续下降,锂离子电池还将存在很长时间,电池制造商24M的首席科学家,前A123的蒋彦明说。“锂离子电池技术还有很大的提升空间,”他说。
最终,更好的电池——或者找到一种像PolyPlus和密苏里科技大学正在尝试的那样防止锂在空气中燃烧的方法——可以减少对进口石油的需求,这些石油每天向国外输送10亿美元,主要流向加拿大、中东国家和委内瑞拉。“我们的国家安全非常依赖能源安全,”朱棣文指出。“我们在国内创造的能源就是国内财富的创造。”