久违的电动车拼图重新出现
现在，你以10．9万美元的价格可以从加利福尼亚州圣卡洛斯市的特斯拉汽车公司购买一辆时尚的敞篷电动跑车。诚然，这个价格不菲，但跑车使用起来相当便宜――插上电源一晚上就可充满电，费用相当于25美分／升汽油。其优点就在于“插上电源过一夜”。特斯拉汽车使用标准的锂离子蓄电池，一次充满电可以行驶350公里。但如果有人想从巴黎一路驶到戛纳，那就麻烦了，因为不得不在半路上停下来充电。
麻省理工学院(MIT)的格布兰德·塞德(Gerbrand Ceder)和拜昂伍·康(Byoungwoo Kang)希望改变这一情况，从而使电动汽车成为普通的消费品，而不是一件奢侈的“玩具”。3月12日的《自然》杂志公布了他们研制新电池材料的技术细节，如果一切顺利的话，这种新材料将大大提高电池的充电速度。
储存电能的方式有两种。一种是标准蓄电池，整个电极材料用作储存媒介。这样可以储存大量的电能，但电能的提取相对较难，只能慢慢地释放。另一种方式被称为超级电容器，只在电极的表面储存电能，充电和放电都很快，但无法储存大量电能。蓄电池领域的一大追求就是寻找既能够储存大量电能又能够迅速放电的材料，而塞德教授和康博士所研究的正是这种材料。
锂离子电池，顾名思义，就是通过锂离子(携带正电荷)和电子(携带负电荷)的共同运动而储存和释放电能。电子小且易移动，而锂离子大且运动也慢。在标准的锂离子电池中，一个电极由磷酸亚铁锂材料制成，另一个电极则由石墨制成。锂离子通过中间的电解质从石墨电极移动到磷酸盐电极，而电子则通过外电路完成自己的旅程。当电池再次充电时，两者的运动方向正好相反。
离子进、电极出的速度决定电池的充、放电速度。石墨具有开放的结构，容易穿透。然而，就磷酸亚铁锂及类似材料而言，其晶体结构只有一个进出方向，容易造成移动堵塞，使得离子运动速度减慢。
塞德教授和康博士用两种不同的材料来制造电极，其中一种材料擅长储存离子，另一种材料则擅长传导离子。两种物质排列在直径小于50纳米的球体内，每个球体的核心是一个磷酸亚铁锂晶体，它与标准电池材料的作用相同。然而，其表面由磷酸锂的玻璃体(即非晶体形式)构成。磷酸锂玻璃体擅长传导锂离子，尽管它无法储存很多离子，但它还是一个超级电容器。任何抵达球体的离子都能够在球体表面迅速传导，直至进入球心的储电部分。如果电池正处于充电状态则路径相反。
这里的精妙之处在于小球的制作方式。球体处于一种含铁量不足以使其变成纯磷酸亚铁锂的熔融状态，当熔融体最终冷却下来时，就不会再形成更多的磷酸亚铁锂。之后生成的只是磷酸锂，通过精确调控，研究人员最终使小球覆盖上一层玻璃体而非晶体。
在电池的实验测试中，这种材料能在几秒钟内完成充电和放电。因此，在未来，如果你想周末出趟远门，就无须为中途没电而担心了。
资料来源 The Economist