第一次飛躍：鋰電池
新技術(shù)往往需要更緊湊、高容量，更安全的充電電池。
1980年美國(guó)物理學(xué)家John Goodenough教授發(fā)明了新型鋰電池，鋰(Li)可以通過(guò)電池從一個(gè)電極遷移到另一個(gè)電極形成Li+離子形態(tài)。
鋰是元素周期表中最輕的化學(xué)元素之一，具有最大的電化電勢(shì)，因此這樣的組合可以在最緊湊和最輕的體積下產(chǎn)生最大的電壓。
這是鋰離子電池的基礎(chǔ)。在這個(gè)新的電池中結(jié)合了過(guò)渡金屬，如鈷、鎳、錳、鐵和氧形成了陰極。在充電產(chǎn)生電壓時(shí),帶正電的鋰離子從陰極遷移到石墨陽(yáng)極成為金屬鋰。
由于鋰具有很強(qiáng)的被氧化的電化學(xué)驅(qū)動(dòng)力，如果條件允許的話，它會(huì)回到陰極再次成為鋰離子形態(tài)并釋放出電子重回鈷離子狀態(tài)。這種電路中的電子運(yùn)動(dòng)就可以被我們當(dāng)做電流加以利用。
第二次飛躍：納米技術(shù)
由于鋰離子電池中存在過(guò)渡金屬，電池的電容量較高，也因此更具活性容易出現(xiàn)熱失控現(xiàn)象。
索尼公司在上世紀(jì)90年代制造的鋰鈷氧化物(LiCoO2)電池例子中，發(fā)生了多起起火事件。用納米材料制作電池陰極，使得電池更具活性有可能導(dǎo)致事故發(fā)生。
但在上世紀(jì)90年代，Goodenough再一次引發(fā)了電池技術(shù)飛躍，通過(guò)引入鋰鐵磷酸鹽用于制作穩(wěn)定的鋰離子陰極。
該陰極具備熱穩(wěn)定性。這也意味著納米磷酸鐵鋰(LiFePO4)或磷酸鐵鋰(LFP)材料現(xiàn)在可以安全地用于大型電池領(lǐng)域而且可以快速充電和放電。
這些新電池有了許多新的應(yīng)用，從電動(dòng)工具到混合電動(dòng)汽車。也許最重要的應(yīng)用將是國(guó)內(nèi)家庭的電力存儲(chǔ)。
電動(dòng)汽車
為汽車制造這種新電池格式的領(lǐng)導(dǎo)者是特斯拉電動(dòng)汽車公司，這家企業(yè)計(jì)劃建設(shè)一個(gè)“Giga-plants”用于電池的生產(chǎn)。
特斯拉Model S的鋰電池組的容量最大能達(dá)到讓人驚訝的85kWh。
這已經(jīng)足夠一個(gè)國(guó)內(nèi)家庭的用電需要了，這也就是為什么大家對(duì)特斯拉創(chuàng)始人Elon Musk最近揭曉的產(chǎn)品有如此多的猜測(cè)。
模塊化的電池設(shè)計(jì)可能創(chuàng)造電池模式的互換性，既適用于汽車也可用于家庭應(yīng)用，無(wú)需重新設(shè)計(jì)和制造。
也許我們能夠見(jiàn)證由不起眼的電池驅(qū)動(dòng)的能量生產(chǎn)和存儲(chǔ)的下一代技術(shù)變遷。
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