科技冬奧進(jìn)行時(shí)

　　搭載全氣候電池的電動(dòng)車(chē)將在北京冬奧會(huì )上亮相。在嚴寒地區連續三年進(jìn)行的實(shí)地車(chē)隊試驗，已經(jīng)充分驗證了這種新型電池的性能和壽命。

　　“鋰電池不耐低溫問(wèn)題，已經(jīng)得到解決?！?這項電池技術(shù)，來(lái)自美國國家發(fā)明家科學(xué)院院士王朝陽(yáng)。他是動(dòng)力電池、儲能與燃料電池技術(shù)科學(xué)家。11月6日，王朝陽(yáng)在騰訊WE大會(huì )上指出，儲能技術(shù)是實(shí)現“雙碳”目標和能源革命的關(guān)鍵核心技術(shù)，具有重大的戰略意義。

　　電池無(wú)處不在，新的電池技術(shù)，往往成為新產(chǎn)業(yè)崛起的關(guān)鍵。但是，200年來(lái)，電池結構其實(shí)沒(méi)有太大變化。

　　它由三種材料構成：負極材料、正極材料以及隔開(kāi)兩者的電解液。

　　這種結構自然地形成了兩個(gè)界面：一個(gè)存在于正極材料和電解液之間，另一個(gè)在負極材料和電解液之間。兩種界面之間存在著(zhù)電勢差，也就給出了電池的電壓。

　　“無(wú)論我們是否在使用電池，電池內的反應界面一直在勤奮和活躍地工作?！蓖醭?yáng)說(shuō)，這也是電池有安全隱患和衰老的根本原因。

　　鋰電池非常怕冷，電動(dòng)汽車(chē)在冬天可能“趴窩”：續航里程變短，也難以充電。

　　電池材料自身無(wú)法同時(shí)滿(mǎn)足低溫高活性和高溫穩定性。工程師要給電池增加一套熱管理系統，來(lái)保障電池的安全。這樣一來(lái)，又會(huì )增加電池重量、體積和成本。

　　有沒(méi)有一種電池，不工作的時(shí)候可以把反應界面關(guān)掉一些，提高安全性；工作的時(shí)候再把界面調大調強，給出所需要的高功率？

　　王朝陽(yáng)的團隊一直在尋找和探索這種可調控界面的電池。

　　他們已經(jīng)發(fā)明了一種全氣候電池，相關(guān)文章刊發(fā)在《自然》雜志上。不增加電解液的可燃性，也不改變電極材料的熱穩定性，他們在電池內部植入一片10微米厚度的鎳箔作為發(fā)熱體。利用電池自帶的能量，再加上一個(gè)開(kāi)關(guān)，就可以隨意調控電池的活性。哪怕在零下30攝氏度的環(huán)境里凍透的電池，只需30秒時(shí)間，就能自加熱到零度以上正常工作。

　　這一技術(shù)，已被2022年北京冬奧運會(huì )采用，成為驅動(dòng)奧運電動(dòng)汽車(chē)的核心技術(shù)之一。

　　加一片鎳箔，聽(tīng)起來(lái)是相當簡(jiǎn)單的方法。王朝陽(yáng)告訴科技日報記者，它背后有曲折的探索過(guò)程。團隊嘗試過(guò)各種各樣的方法，各種各樣的材料：有的安全性差，有的能量轉化效率低，有在實(shí)驗室做得非常漂亮，但產(chǎn)業(yè)化時(shí)還是不行……“經(jīng)過(guò)了20多年，我自己的感受是，簡(jiǎn)單就是美。真正有實(shí)用價(jià)值的科學(xué)發(fā)現，最后都是極致的簡(jiǎn)單?！蓖醭?yáng)感慨，“創(chuàng )新需要堅持和毅力，這么多年，我們團隊一直在追蹤電池和儲能的問(wèn)題?！?/p>

　　基于熱調控原理，團隊還發(fā)明了10分鐘快充電池。王朝陽(yáng)認為，10分鐘快充電池的應用和推廣，是電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的一個(gè)重要里程碑——快速補能可以讓電動(dòng)車(chē)主擺脫里程焦慮。

　　王朝陽(yáng)的夢(mèng)想，是退休前能坐飛行汽車(chē)上班。在接受科技日報記者采訪(fǎng)時(shí)，王朝陽(yáng)指出，飛行汽車(chē)中最大的技術(shù)問(wèn)題，還是電池。飛行汽車(chē)對電池的要求相當高，它必須在每次降落以后馬上對電池進(jìn)行快速補能?！澳壳拔覀兊膶?shí)驗已證實(shí)了10分鐘快充電池用于飛行汽車(chē)的可行性和經(jīng)濟性?！?/p>

　　其實(shí)，電池快充和高能量密度都是科學(xué)上的重大難題。王朝陽(yáng)認為，真正意義上的解決方案，應該經(jīng)過(guò)同行評議，刊發(fā)在科學(xué)期刊后，由第三方驗證可重復，然后市場(chǎng)給出量產(chǎn)方案?！斑@才是靠譜的?！彼麖娬{，電池和儲能是新能源時(shí)代和智能社會(huì )最重要的基礎技術(shù)之一，在未來(lái)的十年將迎來(lái)巨大的創(chuàng )新機會(huì )。

　　自2013年迄今，騰訊WE大會(huì )已連續舉辦9屆，共邀請近80位世界頂尖科學(xué)研究者登臺。王朝陽(yáng)說(shuō)，WE大會(huì )為科學(xué)工作者提供了一個(gè)讓大家了解的平臺，展示那些已經(jīng)發(fā)生的、正在發(fā)生的和未來(lái)發(fā)生的技術(shù)如何影響著(zhù)文明的進(jìn)步。