充電5分鐘通話兩小時或許能解決你手機電池的焦慮，但充電五分鐘開車兩小時肯定無法解決用車焦慮。目前的鋰電池技術難以解決此問題，研究人員把目光放在了新型電池上。IBM研究人員發文表示，目前他們找到了利用從海水中提取的材料，製造一種不含重金屬的新型電池，有望取代鋰離子電池。
因為動力電池的製造一直非常依賴重金屬，Cd、Ni、Mn、Zn、Hg、Pb等重金屬的用量一直居高不下，報廢的動力電池也將帶來極高的重金屬汙染風險和重金屬處理成本。特別全球動力電池生產廠商對鈷礦的開採，在非洲中部形成了一個規模龐大的產業鏈，而這種開採對資源所有國而言是掠奪性的。
為此，IBM選擇在海水當中提取動力電池製造的關鍵元素，而不是繼續沉迷在重金屬的怪圈當中。雖然技術細節並沒有公佈，但根據IBM電池研究實驗室（IBM Research Battery Lab）的說法，稱新電池使用了三種新材料製成，包括不含鈷和鎳的陰極材料和高閃點液體電解質等。IBM表示，這三種成分均可從海水中提取，有效避免開採重金屬時造成的環境影響和人力成本。但是，IBM並沒有透露具體是哪三種成分。
據IBM介紹，新電池製造成本更低、充電速度快、不易燃、不含重金屬，比目前的電池技術更加環保。在功率密度和能源效率等方面，都優於目前的鋰離子電池。這款電池專為電動汽車和通常以電池組為能量源的車輛而設計。
IBM提到，新電池的突出特點之一是：充電時間快。在充電過程中，通過這種獨特的陰極和電解液組合可以在充電時抑制鋰離子金屬結晶化的可能性，從而降低可燃性。性能方面，IBM 稱這項技術能讓全新的電池擁有更大的功率密度，至少能達到 10kW/L，能量密度能達 800Wh/L，能量轉換效率可超 90%，速度也非常驚人，短短 5 分鐘可充 80%。
新型電池性能優點
1、成本較低：因為不含鈷、鎳和其他重金屬，活性正極材料往往成本較低。2、更快的充電速度：不到80分鐘即可達到80％的充電狀態（SOC），而不會損害特定的放電容量。3、高功率密度：10000 W/L以上，超過目前鋰離子電池技術所能達到的水平。4、高能量密度：超過800 Wh/L，可與目前最先進的鋰離子電池相媲美。5、卓越的能效：超過90%（IBM定義為“電池放電能量與電池充電能量之比”）。6、出色的能源效率：超過90％（根據電池放電能量與電池充電能量之比計算）。7、不易生成鋰枝晶，短路自燃的概率極低
IBM發現這種新型電池的充放電極限特別高，如果充電機的功率足夠大，供電線路也能承受如此高的負荷，那麼5分鐘充滿80%的電量也是可能的。舉個例子吧，裝載100kWh此類電池的純電動車，最快可以5分鐘充80度電，摺合成1小時的話就能充上將近1000度電，能把整個小區都跳閘。
為了從早期的探索性研究轉向商業開發，IBM團隊已經與梅賽德斯-奔馳、電池電解質供應商Central Glass、電池製造商Sidus展開合作。研究人員將利用人工智能，進一步提高電池性能，並尋找更安全、性能更好的材料。
作者 | 皆電 宗澤 謝鵬 黃恆樂
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