可能很多人都想不到，IBM很早就在開始研究電池技術(shù)。2009年，IBM在加州圣何塞的阿爾馬登研究中心（IBM Almaden Research Center）開始了一項名為Battery 500的項目，目標(biāo)是希望研究出能夠讓電動車的續(xù)航里程達到800公里的電池。

本文兩位作者Winfried W. Wilcke與Ho-Cheol Kim均來自于IBM阿爾馬登研究中心，前一位是納米科技研究負(fù)責(zé)人，后一位是該研究中心能量儲存研究組組長。

原文發(fā)表在IEEE網(wǎng)站，由車云菌編譯，兩位作者共同講述了金屬-空氣電池的優(yōu)點、缺點、在商業(yè)化征途上碰到的各項問題，以及是如何解決的。

為什么要以800公里為目標(biāo)呢？因為這個數(shù)值是大部分人對汽車?yán)m(xù)航里程的期望最高值，如果電動車的續(xù)航里程不能達到800公里，并且成本能被大多數(shù)人接受，那么電動車就少了普及的可能。

所以，我們將這個數(shù)值設(shè)定為我們Battery 500項目的目標(biāo)。這個項目從2009年就開始了，由阿爾馬登研究中心主導(dǎo)。此后，IBM與來自歐洲、亞洲以及美國的眾多商業(yè)伙伴、研究院共同進行了這項研究。

Battery 500項目基于金屬-空氣技術(shù)。相比于鋰電池，金屬-空氣電池能夠在單位質(zhì)量內(nèi)擁有更多的能量。項目研究至今，依然還需要幾年的時間才能夠商業(yè)化。但是通過這七年的實驗來看，我們足以認(rèn)為：未來金屬-空氣電池在電動車上確有用武之地。

為什么叫金屬-空氣電池？

以鋰-空氣電池為例，要搞清楚這個問題，先來看看鋰離子電池（即現(xiàn)在常見的鋰電池）與鋰空氣電池的區(qū)別。

下圖為鋰離子電池在充放電時電池內(nèi)部狀態(tài)示意。傳統(tǒng)鋰離子電池中，正極是碳，而負(fù)極則是由不同的過渡金屬氧化物組成，比如鈷、鎳、錳等。兩個電極都浸泡在溶有鋰鹽的電解液中。在充放電時，鋰離子會從一個電極向另外一個電極移動。移動的方向根據(jù)根據(jù)電池狀態(tài)的不同，充電或者放電，而不同。在充放電時，鋰離子最終會嵌入到電極材料的原子層，因而最終電池的容量大小取決于有多少材料能夠容納鋰離子，即由電極的體積與質(zhì)量決定。

△鋰離子電池充放電過程示意

?鋰-空氣電池有所不同。在金屬-空氣電池中，發(fā)生的是電氣化學(xué)反應(yīng)。在放電過程中，含有鋰的正極釋放出鋰離子，鋰離子向負(fù)極移動，并在負(fù)極表面與氧氣發(fā)生反應(yīng)，形成過氧化鋰（Li2O2）。

鋰離子、電子與氧氣是在多孔碳形成的負(fù)極表面產(chǎn)生反應(yīng)，因為化學(xué)反應(yīng)并非發(fā)生在負(fù)極上，最終容納鋰離子的并非是負(fù)極材料，因而電池的容量與負(fù)極材料的體積或質(zhì)量并沒有太大關(guān)系，只要有足夠大的表面積即可。