在许多高端电池中 ， 塑料隔膜位于阴极和阳极之间 ， 用来防止它们接触和短路 ， 其厚度仅为6微米(约为人类头发厚度的1/10) ， 这使它们很容易受到挤压损伤 。 这就是航空公司的安全视频现在为何警告称 ， 如果你的手机掉进了机械装置里 ， 不要试图调整座位 。
对锂离子电池的每一次改进 ， 都需要权衡取舍 。 提高能量密度会降低安全性 ， 引入快速充电可能降低电池的循环寿命 ， 这意味着电池的性能下降得更快 。 锂离子的潜力正在接近其理论极限 。 自从古德诺夫的突破以来 ， 研究人员一直在试图寻找下一个飞跃 ， 包括通过系统性地审视电池的四个主要组成部分——阴极、阳极、电解质和分离器 ， 并使用越来越复杂的工具 。
克莱尔?格雷(Clare Grey)是古德诺夫在牛津大学的学生 ， 他始终在研究锂-空气电池 ， 即用空气中的氧气充当另一个电极 。 从理论上讲 ， 这些电池提供了巨大的能量密度 ， 但要让它们可靠地充电 ， 并且持续时间超过几十个周期 ， 在实验室里已经够困难的了 ， 更不用说在现实世界肮脏而不可预知的空气中了 。
尽管格雷声称最近取得了突破 ， 但由于上述问题 ， 研究团体的注意力主要转向了锂-硫电池 。 它为锂离子提供了更便宜、更强大的替代品 ， 但科学家们始终在努力阻止其在阴极上形成的树突(cathode) ， 以及在阳极上的硫磺因重复充电而溶解 。 索尼声称已经解决了这一问题 ， 并希望到2020年将含有锂-硫电池的消费类电子产品推向市场 。
在曼彻斯特大学 ， 材料学家刘旭清(Xuqing Liu)是那些试图从碳阳极中挤出更多能量的人之一 ， 他将类似于石墨烯的二维材料结合起来 ， 以便扩大表面积 ， 从而增加锂原子的数量 。 刘旭清把它比作增加一本书的页数 。 这所大学还投资建造干燥的实验室 ， 这将使其研究人员能够安全、轻松地交换不同的元件 ， 以测试不同的电极和电解质的组合 。
令人难以置信的是 ， 即使古德诺夫本人也在研究这个问题 。 去年 ， 94岁的他发表了一篇论文 ， 描述了一种容量是现有锂离子电池三倍的电池 。 这受到广泛质疑 。 一位研究人员说:“如果是古德诺夫之外的其他人发表了这篇文章 ， 我可能就要骂娘 。 ”
但是 ， 尽管有成千上万的论文发表 ， 数十亿美元的资金投入 ， 数十家创业公司成立并提供资金支持 ， 自1991年以来 ， 我们大部分消费电子产品的基本化学功能几乎没有改变 。 在成本、性能和消费性电子产品的便携性方面 ， 还没有什么能够取代锂钴氧化物和碳的组合 。 iPhoneX的电池的原理几乎和索尼的第一台便携式摄像机一样 。
因此 ， 2008年 ， 伯迪切夫斯基从特斯拉离开 ， 开始专注于研究新的电池化学反应 。 他对寻找石墨阳极的替代品尤其感兴趣 ， 他认为这是制造更好电池的最大障碍 。 伯迪切夫斯基说:“石墨的使用已经有六七年了 ， 它现在基本上是用在电池的热力学容量上 。 ”2011年 ， 他与特斯拉的前同事亚历克斯?雅各布斯(Alex Jacobs)、佐治亚理工学院材料学教授格莱布?尤辛(Gleb Yushin)共同创立了Sila Nanotechnologies 。 他们在阿拉米达的湾区办公室有开放式布局 ， 以雅达利游戏命名的会议室 ， 还有充满熔炉和燃气管道的工业实验室 。
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