你的“電池焦慮”有救了！超強續航的固態電池有望在2030年商用丨開講啦

你平時有“電池焦慮”嗎？隨著電子產品的使用場景越來越多，我們越來越離不開電池，也越來越被電量“拿捏”。更安全、更適應環境、更強續航的固態電池，因此被寄予厚望。然而，我們到底什么時候才能用得上固態電池？

本期《開講啦》邀請親手做出了中國第一代鋰離子電池的中國科學院物理研究所研究員黃學杰，他見證并推動了中國鋰電池從實驗室走向工廠進而實現量產的全過程。跟隨他了解鋰電池！

這種用電“邪修”

千萬別再做！

你有過這樣的童年記憶嗎？遙控器里電池沒電了，家里老人說拿出來咬一咬，就又能用。現場觀眾提到的這個“偏方”引得撒貝寧也自曝：他小時候為了測電池還有沒有電，會用舌頭去舔，如果嘗到“澀澀麻麻”的感覺就說明還有電。

對此，黃學杰解釋，人體本身與電密切相關，其實最初現代電池的原理就是一位意大利醫生發現的，而咬電池這種“邪修”對于老一代的糊式干電池也確實管用。但他提醒說，現在可千萬別咬電池！因為現在大多是鋰電池，能量密度太高，咬不動不說，還可能引發安全事故。

想買電車

要不要等固態電池？

固態電池，被認為是鋰電池的“終極形態”。因為用固體電解質取代了液態電解液和隔膜，它具有高安全、長壽命、耐高低溫等優勢。但黃學杰說，“終極”不等于“馬上能用”。

黃學杰現場展示了一塊實驗室固態電池樣品。它被兩層厚厚的鐵塊夾著，四個角還擰著螺絲。“這幾個螺絲給電池施加的壓力，比我站在上面的力度還要大。”黃學杰解釋說，因為電極和電解質之間是固體接觸，不施加巨大壓力，電池就會接觸不良，無法正常工作，但如果每塊電池都要加上這么厚的鋼板，未來就難以應用到我們的生活之中。

當然，科學家也已經在想辦法了。在現場還有另一塊升級版固態電池，明顯要更加輕薄小巧。黃學杰說，他們嘗試在固態電解質中加入碘離子，讓它在電場作用下去填空，這樣就不再需要額外施壓。“這件事情已經在實驗室里面做成了。”

未來可期，但固態電池從實驗室“走”到我們的手機和電車上，恐怕沒那么快。黃學杰舉了個例子：“今天一輛電車的電池大概幾萬塊錢，而固態電池的價格是它的10～20倍。”他表示，預計2030年，第一批商業化的固態鋰電池將會在低空飛行器、太空算力、人形機器人等新興領域首先得到應用，然后過十年左右，價格就會變得親民。

科學家“手搓”的

中國第一代鋰離子電池

這是中國第一代鋰離子電池，正式型號為18650，它是三十年前黃學杰“手搓”出來的。

20世紀七八十年代，鋰電池研究是個“非常冷門”的領域。黃學杰說，那時候電池在大家印象里，就是手電筒里的笨重物件，不太有吸引力。1988年，他來到中國科學院物理研究所，發現陳立泉老師正帶著課題組集中精力研究鋰電池，就從熱門的超導研究轉向了這個“冷領域”。

“那不僅僅是‘冷板凳’，簡直是冰涼的板凳”，1996年，黃學杰接陳立泉老師任課題組長，他回憶：“陳立泉老師給我的第一個任務，就是實現鋰離子電池的產業化。”而想實現產業化，就必須在實驗室里做出產品級的樣品，但那時候制作電池的正負極材料還只能自己制備，電解液、隔膜更完全依賴進口，也沒有先進的設備和工藝。

“一切從零開始。”黃學杰說：“我們在一次只能燒幾十克漿料的小馬弗爐里制作正極材料，找做五號電池的廠家重開模具，做18650的電池外殼，最后用一個小馬達帶動一根轉針，一圈一圈地把電池卷出來，每一個環節都是一點點摸索出來的。”

1996年，中國第一批18650型鋰離子電池誕生了，它是我國鋰電產業化的起點。三十年后，黃學杰把這塊電池帶到了《開講啦》節目現場。它沒有漏液，依然能充放電，外殼也保持著閃閃亮亮的狀態。

學習！讓手機電池

更耐用的小技巧

你是不是也有這個習慣——睡前把手機插上充電，第二天醒來拔掉，正好100%出門；或者等到手機彈出“電量不足，即將關機”的警告，才慌慌張張翻充電器？

其實，這些都是加速消耗電池的行為！

黃學杰說，隨時充電沒有問題，但每次把它充到80%是更好的方式。如果每一次都用到“極限”，比如手機自動關機，或者夜里一直充，就會影響電池的壽命。他解釋，這是因為電池內部有一層特殊界面，夾在電極和液態電解質之間，如果電池頻繁在0%和100%之間反復，界面層就會跟著劇烈波動，久而久之，電池性能就會降低。

廢舊電池和充電寶

到底該怎么扔？

小時候，老師反復叮囑“廢電池不能亂扔”，因為會污染水土。那時超市、樓道等地方都會裝有專門的電池回收箱。但你發現沒，近些年，熟悉的回收箱幾乎都消失了？

黃學杰解釋說，從2006年開始，國家強制推行無汞化、低汞化，今天市面上普通5號、7號干電池的汞含量已經極低。2016年修訂的《國家危險廢物名錄》中，這類干電池已被豁免。所以，如果家里攢了一堆舊電池，只要上面標著“低汞”或“無汞”，和生活垃圾一起扔就行。

但充電寶不能隨便扔。黃學杰強調，充電寶內部是鋰電池，電解液中含有對人體有害的物質，必須投入有害垃圾桶或統一回收，而且在扔之前，最好用膠帶把金屬接口裹起來，避免可能出現的電池短路和發熱起火隱患。

來源：中央廣播電視總臺

責任編輯：麻澤蓉