美國能源部的一組科學家贏得了長達數十年的電動汽車電池之戰。在不久的將來，日常電動汽車電池的能量密度將達到500wh/kg，這是當前儲能技術水平的兩倍。

美國在可逆鋰金屬儲能技術上取得突破，引發了新的電動汽車電池之戰

美國陸軍投資未來的電動汽車電池

布魯克海文國家實驗室，是美國能源部龐大的A級研究設施網路的一部分，能源部在過去四年中一直在努力推行脫碳計劃。

其中一項舉措被稱為Battery500聯盟，布魯克海文（Brookhaven）參與其中。Battery500於2016年在太平洋西北國家實驗室的領導下啟動，並透過高階車輛動力技術聯盟（Advanced Vehicle Power Technology Alliance）從美國陸軍獲得了100萬美元的慷慨援助，該聯盟還在2018年又籌集了180萬美元。

AVPTA計劃於2011年在能源部和陸軍部門之間啟動，其任務是加速“概念化和過渡到部署國家為實現能源安全所需的發明性和創造性的節能概念”。專注於“使商用和軍用地面車輛變得更加節能的先進技術。”

當時特朗普政府透過570萬美元的資金為15個“種子”專案注入了Battery500，旨在使電動汽車電池的能量密度加倍，並降低成本，目標是500wh/kg。

Battery500的成員包括愛達荷州國家實驗室，賓厄姆頓大學SLAC國家加速器實驗室，斯坦福大學（斯坦福大學（能源部運營SLAC），加利福尼亞大學聖地亞哥分校，德克薩斯大學德克薩斯分校）奧斯汀，華盛頓大學和IBM。

鋰金屬陽極

IBM在2012年就發起了自己的電動汽車電池研究計劃，稱為Battery500。在其他發現中，IBM一直在為電動汽車電池事業做出無鈷儲能研究。這與Battery500 Consorium的使命相吻合，因為它使美國擺脫了困擾全球鈷市場的供應鏈和人權問題。

Brookhaven的新研究引起了Battery500聯盟的強烈興趣，Battery500聯盟正在開發帶有鋰金屬陽極的電動汽車電池。考慮到幾十年前電池研究人員曾探索過鋰金屬陽極的想法，但後來被拒絕了，這確實是一個沉重的負擔。

“科學家們早就認識到鋰金屬陽極的優勢；實際上，它們是第一個與陰極耦合的陽極。但由於缺乏“可逆性”，無法透過可逆的電化學反應進行充電的能力，電池社群最終用石墨陽極代替了鋰金屬陽極，從而製成了鋰離子電池。” Brookhaven解釋說。

未來電動汽車電池之戰

儘管如此，提高比容量和提高電壓的訊號仍然難以忽視，布魯克海文的研究人員有信心他們發現了幾十年來以前未能發現的東西。

突破的關鍵是被稱為中間相的東西，它是在電池電極上形成的奈米級薄膜。對相間的精確瞭解將使研究人員能夠開發可逆鋰金屬電池。

直到現在，問題仍然在於從電極上清除掉一小撮奈米級牙線，然後將其置於高科技分析裝置中，而又不使其暴露於空氣和溼氣中。

Brookhaven小組確定了相間存在氫化鋰，這為可逆性打開了大門，並且肯定會在整個儲能研究領域引發火花。

“當我們第一次看到LiH的存在時，我們感到非常興奮，因為這是第一次使用具有統計可靠性的技術證明LiH存在於中間相中。” “但是我們也保持謹慎，因為人們一直對此持懷疑態度。”

基本思想是其他研究小組未能發現氫化鋰，因為他們將其與氟化鋰混淆了。兩者具有相似的晶體結構，Brookhaven小組認為，暴露於溼氣可能使先前的研究結果混亂。

美國陸軍眼中的未來電動汽車電池

當總統拜登（Joe Biden）誓言將整個聯邦車輛隊轉變為零排放模型時，他還表示，他希望私營部門的利益相關者將在除國會透過的任何脫碳立法之外發揮領導作用。

國防部是世界上最大的單一機隊擁有者，它一直是電動汽車電池研究和電動汽車採用的前沿和中心。去年春天，當陸軍未來與概念中心宣佈正在制定新的電動汽車政策，以配合商用電動汽車技術的推出時，這些努力開始合併。

這意味著對於通用汽車這樣的汽車製造商來說，是一個快速發展的機會。去年夏天，通用汽車剛剛與美國陸軍簽訂了價值2.143億美元的新型步兵小車合同。

果然，本週通用汽車釋出了一系列關於脫碳和電氣化的新聞，包括到2035年實現零排放新輕型汽車的承諾以及到2040年全球所有業務的碳中和。該公司還向其他車輛製造商推廣零排放技術，最近的一個例子是與Navistar簽訂了燃料電池協議，用於長途卡車和重型越野裝置（其綠色程度取決於綠色氫的可用性）。