為什么要以800公里為目標(biāo)呢？因?yàn)檫@個(gè)數(shù)值是大部分人對(duì)汽車?yán)m(xù)航里程的期望最高值，如果電動(dòng)車的續(xù)航里程不能達(dá)到800公里，并且成本能被大多數(shù)人接受，那么電動(dòng)車就少了普及的可能。

所以，我們將這個(gè)數(shù)值設(shè)定為我們Battery500項(xiàng)目的目標(biāo)。這個(gè)項(xiàng)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(lái)自歐洲、亞洲以及美國(guó)的眾多商業(yè)伙伴、研究院共同進(jìn)行了這項(xiàng)研究。

Battery500項(xiàng)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?jī)?nèi)擁有更多的能量。項(xiàng)目研究至今，依然還需要幾年的時(shí)間才能夠商業(yè)化。但是通過(guò)這七年的實(shí)驗(yàn)來(lái)看，我們足以認(rèn)為：未來(lái)金屬-空氣電池在電動(dòng)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(gè)問(wèn)題，先來(lái)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(shí)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(guò)渡金屬氧化物組成，比如鈷、鎳、錳等。兩個(gè)電極都浸泡在溶有鋰鹽的電解液中。在充放電時(shí)，鋰離子會(huì)從一個(gè)電極向另外一個(gè)電極移動(dòng)。移動(dòng)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(shí)，鋰離子最終會(huì)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

△鋰離子電池充放電過(guò)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(guò)程中，含有鋰的正極釋放出鋰離子，鋰離子向負(fù)極移動(dòng)，并在負(fù)極表面與氧氣發(fā)生反應(yīng)，形成過(guò)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?yàn)榛瘜W(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。

也就是說(shuō)，鋰-空氣電池的容量并不是由電極的體積與質(zhì)量決定，而是電極的表面積。這就是為什么在鋰空氣電池中，質(zhì)量很小的電極也能夠儲(chǔ)存大量的能量，從而得到較高的能量密度。

鋰-空氣電池

△鋰-空氣電池充放電過(guò)程示意

當(dāng)然，除了能量密度之外，成本也是一個(gè)很重要的考慮因素。電池的售價(jià)目前在200-300美元/千瓦時(shí)，如果按每千瓦時(shí)能跑5-6公里計(jì)算的話，800公里需要一個(gè)150千瓦時(shí)的電池，就需要3萬(wàn)-4.5萬(wàn)美元。而一輛寶馬2系的汽車也只需要3.3萬(wàn)美元。所以，如果想要量產(chǎn)的話，每千瓦時(shí)的價(jià)格必須下降到100美元以下。