病毒电池

病毒电池

投资者报(实习生 于帅帅)白天行程满满当当，正处于与客户谈判交易关键时刻的你突然发现手机没电了，于是你迅速找到附近电源，仅10秒钟手机电池便恢复到了满格状态。 　　更令人惊讶的是，在你的电动汽车电池里，竟然使用的是由病毒制造的正负极材料！但不要害怕，这种电池非但没有有毒材料，而且电池充放电速度是现有电池的100倍以上。 　　不光是移动电话电池充电加快，还有笔记本电脑电池不会老化，电动汽车在同等价格下能达到与汽油动力汽车一样的动力和可行驶里程，这样的情形极有可能在几年后成为你日常生活中见怪不怪的事情。 　　美国麻省理工学院3月11日和4月2日分别在自己的网站上发表文章称，他们研发出了两种新型电池，一种可以在10~20秒内完成小型电池的充电任务，一种则是利用病毒来制造电池正负极以大大提高电池性能，甚至与目前驱动混合动力汽车的充电电池无多大差异， 　　“从性能上来说，病毒电池在未来可能会替代在汽车电池中占主导地位的铅酸电池，抢占其汽车电池的市场份额。”比亚迪股份有限公司总工程师刘卫平4月17日告诉《投资者报》记者。 　　10秒钟完成充电 　　传统锂离子电池拥有两个电极，正极由氧化钴或锂铁磷酸盐构成，负极由石墨制成，两个电极被淹没于电解液中。充电时，锂离子——或者说带正电的原子——从锂电极流向石墨电极；放电时，锂离子则以相反方向流动。 　　目前的磷酸铁锂电池可储存大量电力，但释放及吸取电力的速度则很缓慢。因此，电动车以稳定速度在高速公路行驶时的性能比加速时更佳，而电池的电力用完后要花数小时才能完成充电。 　　问题出在锂离子，这些带电子的离子在电池物质中的运行速度很慢，要花很长时间才能到达电池端传送电力。 　　新型快充电池立基于传统的已被广泛用于摄像机、照相机、手机和笔记本的锂离子充电电池。然而，其相对较慢的充电速度却是影响人们日常工作生活的一大障碍。 　　研究人员将由锂铁磷酸盐制成的传统电极表面结构加以改进，让锂离子的释放和吸入速度提高到原来的100倍。利用这种新技术制成的电池原型只需10到20秒便可完成充电或放电过程。相比之下，体积相当的普通电池则需要6分钟才能完成充电。 　　负责设计新电池的格布兰德?塞达尔(Gerbrand Cedar)博士说：“充放电时间以秒而不是以小时计算的电池可能为新的技术应用打开一扇门，同时也将改变人们的生活方式。” 　　“虽然在近两年内我并不看好该款电池的大量产业化，因为该技术只是改变了正极的导电性，而电池充电速度的主要限制条件在负极上。”刘卫平对《投资者报》表示，“但长远来看，麻省理工的创新能力十分强，是有望在未来突破限制的，其产业化是有可能的，将会促使锂离子电池的市场份额进一步加大。” 　　与其他电池材料有所不同的是，新材料不会随着重复充电和放电老化。科学家表示，充电速度更快的电池可连续使用2年或者3年。 　　研制快速充电电池的科学家表示，新技术可用于研制新一代体积更小、重量更轻的电池，让手机和笔记本电池的个头只有一张信用卡大小。除此之外，这项新发明也将孕育新一代电动汽车。相对于现有的充电时间需要大约8小时的电池而言，体积更大的电动汽车电池将来只需5分钟便可完成充电，相当于提高了95倍。 　　带病毒的电池 　　日常生活中谈到病毒恐怕人人都避之不及。但要是让你把病毒和电池联系起来呢？如果有人告诉你说，有一种高性能电池中含有病毒，你会做何感想？ 　　这不是科幻，而是麻省理工的科学家所研制的有望在未来面向市场的“病毒”电池。 　　新的“病毒”电池并不是说用基因工程病毒来产生电能，而是利用它们制作出更理想的电池正极和负极，从而提高了电池的性能。 　　3年前该研究小组就曾声称，他们培育出一种基因工程病毒，该病毒能够通过将自身镀涂在氧化钴和黄金(198,-0.21,-0.11%)上或自行组成纳米导线的方式形成电池阳极。但阴极制作起来要困难得多，其原因是阴极必须是快速电极，并具有极高的导电能力。现实的情况则是多数制作阴极的材料属于绝缘体。 　　研究人员利用的病毒名为噬菌体（bacteriophage），它是一种常见的能够感染细菌但对人体无害的病毒，且能够识别并附着于某些特定的材料（如本次研究中的碳纳米管）上。 　　为获得高导电能力的阴极，研究人员采取了一种方法，先将基因工程病毒镀涂到磷酸铁材料上，然后让病毒“抓住”碳纳米管，从而形成了高导电材料网。 　　研究小组负责人、学院材料科学家安吉拉－贝尔彻表示，新的基因工程病毒电池与目前市场上流行的先进的用于驱动混合动力汽车的充电电池不仅在储能和动力性能上没有差异，而且它们还可以用来为众多的小型便携式电器提供电能。 　　此外，生产含有基因工程病毒的新电池的工艺既经济又有利于环境保护，其原因是“病毒”电池的合成温度在室温或室温以下，同时又不需使用有害的有机溶剂，且用于电池的材料没有毒性。 　　“这种病毒电池与前一种快速充电电池（的研发）是一样的思路，但同时它会改善电池性能。”刘卫平补充道。针对麻省理工这两项研究，他表示“会根据技术的进一步发展来判断比亚迪是否要引进或学习。”