电动汽车：铝电池真是未来？锂电池如何是好？

4月6日，美国斯坦福大学化学教授戴宏杰的研究小组在《自然》期刊上发表了题为《An ultrafast rechargeable aluminium-ion battery》的论文，论文称他们的团队研发出一种的铝离子电池，真正意义上实现了能"快速充放电"，并且循环次数竟然高达7500次，远远超过普通锂电池。这种铝电池具有高效耐用、可超快充电、可燃性低、高安全性、成本低等特点。
　　

当笔者看到新闻时，自然而然地联想到，这种铝电池是否能用在电动汽车上。从第一辆电动车问世之日开始，电动汽车就面临充电难和续驶里程低两大难题。可以说，电动汽车的发展归根结底受制于电池技术发展的迟滞。笔者认为，新一轮汽车革命的燃点必将始于电池能源的突破。
　　

虽然笔者已经十分厌恶已经被各路媒体滥用到乏味的所谓"弯道超车"理论--笔者暂且认为这是一种投机取巧心理在作祟--但也并非完全没有希望。各路汽车厂商若不再仅仅把电动汽车当作一种防御性产品，抑或是投机于政策的取巧产品，切实地吃透技术，把握机遇，拥抱革命，错过内燃机革命的中国汽车，或许也能在下一轮电动汽车的挑战中迎来一次完美的"弯道超车"。只不过，特斯拉已经先行在前，苹果公司也跨行业高调进军汽车行业，传统汽车厂商如BMW也在电动汽车领域推出了i3、i8等重磅产品。在这一轮电动汽车的革命中，是否能够抢先一步占取先机则取决于汽车厂商的反应速度了。

当前的汽车造型已经科技感十足，未来仿佛已经触手可及，但是，他们的心脏--电池，却狠狠出卖了他们。如今市面上上市的很多国内外品牌纯电动车，包括笔者曾有幸参与过试驾的BMW i3，一次充电后实际行驶里程基本都在100km左右，很少有能超过200km的纯电动汽车。当然，特斯拉是一个例外。
　　

近几年来，消费电子产品向智能化飞速发展，而汽车则向着电动化的方向大步向前，而这两者的发展都有一个共同的瓶颈，那就是电池！几年前诺基亚的功能机尚可以一周充一次电，而几年后的今天人们已经习惯手中的智能手机一日一冲，这并非人们使用习惯的转变，而是因为电池技术的制约。已经习惯于传统燃油汽车加满油一次可以行驶七八百公里的我们，是否又能够习惯电动汽车不到200km的续驶里程呢？恐怕很难！手机耗电快可以用充电宝解决--这也顺便带动了手机充电宝行业的繁荣，当然这也是后话了，暂且不提--而电动汽车续航里程弱，是否又能够用充电宝来解决呢？答案显而易见，若是能够有存放另外一个外挂电池的空间和载重能力，为何不直接增加电池容量呢？
　　

我想，这绝非是电动汽车的未来。

众所周知，电池的容量取决于电池的能量密度和电池的实际体积。受限于汽车的实际空间，电动汽车在电池体积上基本上不会有太大的变化，如果能在电池的能量密度上做文章，那么电池还有很大的想象空间。下图是wiki中关于各种能量载体的能量密度。可以清楚地看到，铝的能量密度已经远远超越了我们常用的汽油、柴油、天然气等能源，更远远超出了最左下角的目前全世界范围内广泛使用的锂离子电池。这也是笔者对于铝电池的出现如此兴奋的原因之一。电池技术已经发展一百余年，电池技术所设计的物理、化学理论有很多早在第二次世界大战前就停止了突破。时隔大半个世纪，电池产业的瓶颈已经越来越明显，与现代的消费者产品矛盾也越来越突出。时势造英雄，是时候来一场真正的电池革命了。而铝电池，笔者认为，就是电池的未来。
　　

那我们又离铝电池有多远呢？
　　

虽然新闻报道给出一片乐观的消息，在新闻报道里铝电池成了集各种优点于一身的完美电池。可工科出身的笔者感觉到，这一切可能都没有那么乐观，笔者认为世界上任何事物的存在都不可能没有缺点。
　　

一种电池从技术到产品必须考虑到电池的能量密度、比容量、循环使用寿命、充放电速度、自放电率、记忆性、体积、重量、环境友好性、成本等等因素。戴宏杰小组所研发出的铝电池是否又能完美经受住这些考验呢？

如报道中所述，铝电池具有成本低，安全性高，充电迅速等优点。那么，成本低？是指哪方面成本低呢？是否可以低到可以忽略研发成本？是否可以低到工业化成本与锂电池近似呢？若铝电池大规模商用，其性价比是否又能让人接受呢？除开成本，电池的安全性、可靠性是否又有足够的实验和理论支撑呢？在一片叫好声中，这些都无从查考，只有静静等待，后续的成果。毕竟，技术不等于产品，产品更不等同于能够产业化，虽然电池发展已经瓶颈重重，但是有新的理论突破总是好的，甚至戴宏杰的团队已经让我们看到了一线曙光