常有人說，現代科技已經進入了瓶頸，技術的增速，相比上個世紀大爆發時代，顯著減緩。

 

其中很大的一部分，要歸結於材料技術，為它背鍋的頭號苦主，就是電池。

 

姑且不論行內專業人士，僅僅是作為一名普通用戶，感覺最明顯的，就是手機續航。

 

最近十幾年來，一直沒有什麼突破性進展。

 

好在，拯救世界的科學家出現了。

 

澳大利亞莫那什大學的研究團隊，公佈了一項重大研究成果：

 

通過改進過的陽極生產工藝，製造出有望讓手機續航突破5天的新型鋰-硫電池：

 

而且，也將可能使電動汽車的單次充電續航里程，突破1000公里大關。

 

這可能是近年來，最有商業化前景的電池技術進展。

 

如果可以成功地以這個水準實現大規模生產，現在的主流移動設備和電動車電池，都將落入“退群”的邊緣。

 

為什麼這種電池這麼猛？來聽小R說說。

 

現在我們手機裡最普遍使用的，全都是鋰電池。

 

但其實，這只是個簡稱，它的全稱是鋰聚合物電池。

 

 

雖然同樣是姓“Li”，但它和小R剛剛提到的鋰硫電池還是有不小差別的。

 

鋰聚合物電池，本質上是鋰電池，依靠的是鈷鋰氧化物和負極中的碳元素來產生電流。

 

 

基本設計，和去年獲得諾貝爾獎的鋰電池原型並沒有明顯的差別。

 

但鋰聚合物電池通過將原來液態的電解質，替換為了膠質固態的聚合物，讓它變得更加安全。

 

而在鋰硫電池裡，陽極的材料，使用的是硫元素，陰極中鋰向陽極硫化物轉移，產生電流。

 

 

聽不懂也沒有關係，我們只需要知道，鋰硫電池的優點，相當多。

 

最主要的，是能量密度大。

 

理論估算，Li-S 體系的能量密度，高達 2600 瓦時每千克，幾乎是鋰電池的 10 倍。(2600 vs 265)

 

在實際運用下，鋰硫電池能量密度也至少是鋰電池的兩倍以上，一個頂兩個。

 

可以以更小的的體積，提供更長的續航。

 

其次，鋰硫電池的重量很輕，同體積下和水差不多重。

 

其三，便宜，硫是一種很便宜的原材料。

 

而且，它還有一個很重要的加分項——環保，生產流程廢料毒性小。

 

這麼多優點，幾乎全程在打鋰電池的臉，那為什麼到現在還是沒有成功商用？

 

因為，缺點也很明顯。

 

鋰硫電池會在陽極的多硫化物中，出現穿梭效應 (shuttle)  。

 

原理很複雜，為了保護各位的時間和小R的肝，長話短說。

 

陽極材料中的硫，會隨著反應過程，在電池中反復橫跳，長此以往，就會讓電池性能斷崖式下跌。

 

要知道，現在的傳統鋰電池，拿 iPhone 舉個例子，性能衰減的門檻是 500 次充放迴圈。

 

而鋰硫電池可能只有 200 次上下。

 

更誇張的是，它的電池容量雖然超高，但因為硫的材料特性，會在充電時膨脹，從而讓電池裂開。

 

這很危險，電池脹了，手機也就廢了。

 

 

澳洲莫那什大學的科學家們，解決的就是鋰硫電池的膨脹問題。

 

她們通過重新設計硫陽極的設計工藝，在材料中留下空隙，留下膨脹的空間。

 

 

經過改進之後，對反復充電-放電的耐久度也非常穩定。

 

 

在經過 200 個充放迴圈後，還能保持 99% 的電池效率。

 

這種電極的加工方式，已經申請了專利，並成功地在德國做出了第一個原型。

 

據說，中國和歐洲的電池廠商已經對大規模量產表示出了興趣。

 

大家都認為，鋰硫電池，是現用鋰/鋰聚合物電池的繼任者。

 

各家廠商都在做商業化的嘗試，比如說索尼。

 

 

早在 2015 年，日經新聞曾經報導過，索尼也在開發商用化的鋰硫電池，預期能為手機增加 40% 的續航時間，但後來就沒消息了。

 

解決了關鍵技術問題之後，距離成功的大規模量產，已經又進一步。

 

電池界已經出現過好幾次“全村的希望”。

 

雖然如此，它們仍然是在鋰電池裡面，矮子裡拔高個。

 

比如說前兩年，被炒到飛起的石墨烯，通過在電池的負極中，摻雜石墨烯碎片。

 

希望能用這樣的方法，提高導電性能。

 

但那些聲稱“成功量產”的，已經翻車。

 

還有三星永遠還在“快了”階段的球形石墨電池，在產出一片論文後，杳無音訊。

 

這樣看來，把希望寄託於Li-S電池無疑是更加靠譜的一種解決方案。

 

在這之後，我們可以預見，手機設計終於可以擺脫“給電池騰位置”的階段。

 

超薄、超清、超長續航，都可以陸續安排上。

 

而且，還會更便宜。

 

 

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