去年夏天,我在超市买了个充电宝,用了不到一年,电量就明显不如以前了。当时我随手扔在角落,没怎么在意。今天整理东西,突然发现它,一拍脑门,想起了那篇关于电池电极材料的科普文章。我记得作者说,电池的寿命和电极材料的性能有很大关系。我那时候还好奇,为什么同样的充电宝,有的能用好几年,有的却很快就不行了。等等,还有个事,我突然想到,我那手机也是,用了两年多,电池容量就下降了20%。时间、地点、具体数字,这些都和电池电极材料的品质息息相关。那,是不是说,我们平时用的电子产品,其实都可以通过更换电极材料来延长使用寿命呢?
记得有一次,我在2019年夏天,去了一家位于深圳的初创公司参观。那家公司正在研发一种新型的电池电极材料。我亲眼看到工程师们正在对一种叫做“锂硫电池”的材料进行测试。他们告诉我,这种电池的理论能量密度比现有的锂离子电池要高很多。
等等,我突然想到,我那时候还问了一个问题:这种材料的循环寿命如何?工程师回答,目前循环寿命还不是很理想,大约只能达到300次左右。我看了看墙上的日历,心想,300次循环对于电池来说,确实不算长。
那家公司的研发进度如何,我们现在还不得而知。但这个经历让我意识到,电池电极材料的研发,不仅仅是提高能量密度那么简单,还要考虑其循环寿命、安全性等因素。毕竟,电池是未来能源的核心,不能只看眼前。
去年夏天,我在北京的一个电子市场闲逛,无意中看到一家店铺里摆满了各种电池。那时候,我正好对电动车电池的续航能力感兴趣,就随手拿起一块,仔细端详了起来。电池的电极材料上,印着“LiMn2O4”的字样。我记得当时心里一惊,这可是个老朋友了。
等等,我突然想到,那年我在深圳的一家电池研发公司实习,那时候公司里有个老工程师,天天研究这个材料。他告诉我,LiMn2O4这种材料,最早是在1990年代被发现的,当时就因为它的稳定性高、循环寿命长而被看好。后来,它成了锂电池电极材料的主流之一。
那家电池研发公司,位于深圳南山区的科技园,我记得那栋楼里总共有10层,我们所在的实验室就在第6层。当时,我跟着老工程师做了一项关于LiMn2O4材料性能优化的项目,用了整整3个月时间,最终成功提高了电池的能量密度。
具体数字嘛,我记得当时测得的新材料电池能量密度比旧材料提高了大约20%。那段时间,每天晚上我都会在实验室加班到深夜,有时候甚至忘了吃饭。
现在想想,那些日子过得真快。不过,电池电极材料的研究之路,似乎还很长。等等,还有个事,我发现现在市面上很多智能手机的电池,也用的是这种材料呢。