在正在进行的全球能源变革之中，电池构成了清洁、无碳电网的核心。全球电气化进程如火如荼，未来几十年对电池的需求将猛增。
现在电池的制造依然依赖着重金属，对锂、钴、镍等关键电池元素的需求正在日益增长，而供应方面却拥有诸多挑战，尤其是面对快速增长的需求，许多关键金属储备可能会枯竭。那么，有没有可能让投资者抛弃重金属，从类似海水这样来源广泛的物质中寻找到答案？
IBM可能已经回答了这个问题。
这家跨国信息技术公司的研究人员表示，他们发明了一种新电池，利用从丰富的海水中提取到独特成分，而不依靠稀有的矿物质。
更节能，成本低几十年来，人们一直在寻找能将电池技术提升到一个新水平的先进材料。在此期间，偶尔激发出来了技术奇才：从模仿人类脊椎的可弯曲电池到可呼吸的纳米链结构，都给人不可思议的未来感。IBM新研发的电池在不使用常规成分的情况下重新制造了锂离子电池，从而使这一趋势更进一步。
具体而言，IBM的电池取代了阴极中的钴和镍，还包括一种新的液体电解质与高闪点，这种独特的配置可以限制锂枝晶（锂离子电池内部形成的令人讨厌的结构，可能导致短路）。
这种新电池有许多好处。
首先，镍和钴等重金属的未来供应走势仍不能确定。更糟糕的是，它们的开采条件通常会对环境造成危害。在印尼确认到2020年全面禁止出口后，由于担心供应紧张，镍价格飙升至5年来的高点。与此同时，在几个非政府组织游说伦敦金属交易所禁止引起污染的钴贸易后，钴行业受到了抨击。
其次，电解液的高闪点将大大降低火灾或爆炸的风险，这是相当普遍的，即使是在高端锂离子电池领域（如特斯拉电动汽车所使用的电池）也存在这种风险。
最后，IBM表示，新电池可以在5分钟内充电到80%的满容量，更节能，而且制造成本也更低。
先进锂电池技术盘点IBM的电池不是近几年唯一一个在技术奇才领域出现的重要新电池技术。
2019年9月，芝加哥伊利诺伊大学的研究人员公布了世界上第一个完全可再充电的锂二氧化碳电池，其效率比传统的锂离子电池高出7倍。另一个优点是，这种电池被称为碳中性电池，可以降低大气中的碳含量。
多年来，科学家们一直对这种材料的前景垂涎三尺，因为其可以显著延长锂离子电池的寿命，并可以保持两次充电之间更长的时间。他们发现，一种锂—二氧化碳混合物很适合这项研究，因为其能量密度比普通锂离子电池高7倍。但是有一个问题一直困扰科研人员至今：他们找不到方法让电池持续几个充电周期。
2018年，麻省理工学院（UIC）的研究人员展示了一个新模型，它总共持续了10个充电周期。因此，伊利诺伊大学的新版本电池很有可能在充电周期上有很大的提升。研究人员将设法克服技术死胡同：即充电过程中，碳会聚集在催化剂上。
UIC工程学院机械与工业工程系副教授、论文作者SalehiKhojin表示，锂—二氧化碳电池一直受到碳积累的困扰，它不仅堵塞了催化剂的活性中心，而且阻止了二氧化碳的有效扩散，还引发了带电状态下的电解质分解。
为了克服这一挑战 ，SalehiKhojin和他的同事们使用混合电解质和二硫化钼作为阴极催化剂，帮助在循环过程中嵌入碳。换句话说，科学家们创造了一个单一的多组分复合产品，而不是一个大杂烩的独立产品，这有助于加强回收过程。
谨慎但乐观虽然新电池仍然无法与高端的特斯拉电池媲美。特斯拉电池可以充电5000次，续航100万英里。但其实500次的充电周期足以使其在许多日常使用中变得实用，包括便携式电源组、智能手机、UPS系统，甚至可能是一些电动汽车。
IBM的研究结果依然是基于对电池 在实验室的表现预测的。
据悉，IBM正在与梅赛德斯—奔驰研究公司合作，进一步开发这项有前景的技术，这意味着它可能需要数年才能投入商业生产。
同时，伊利诺伊大学的电池距离商业生产还有很长的路要走，但直到目前，他们还是一个很好的概念性能源储存装置，有一天会提供一种巧妙的方法将所有二氧化碳转化成有用的东西。
对报告的电池突破采取谨慎乐观的态度是有好处的。在实验室条件下，大量的电池技术似乎相当有前途，但往往难以转化为在现实生活中使用的廉价可行的强大系统。
记者：于琳娜
