相信大部分果殼er們都對迎面折返接力跑的比賽印象深刻——身形矯健的運動員們往返于100米的賽道間，其中接力棒是整場比賽最關鍵的部分，為了贏取最后的獲勝，每一次交接和奔跑都非得保證它被牢牢握在手中而不掉落。在微觀世界里，鋰離子充電電池的內部也像是一個由正極、負極和電解液組成的運動場，而鋰離子就是手持“接力棒”——電荷的運動員。和跑步運動這種高能量消耗（但長期堅持才見效）的活動相比，鋰離子“運動”的收益可立竿見影得多。

要想充足運動，舒適的運動場是關鍵

倘若說一般人參加了幾分鐘的跑步比賽就能筋疲力盡，那鋰離子的“毅力”可以說是相當驚人——鋰離子充電電池靠的就是鋰離子在正、負極之間的往返脫嵌和重新結合，以此來實現能量的長時間儲存和釋放。以常見的LiCoO2鈷酸鋰正極（就是接力賽道的一頭）和C石墨負極（接力賽道的另一頭）的鋰離子電池為例，充電時在外界電場的用途下，鋰離子Li+從正極脫落出發，經過電解液這個“賽道”，穿過隔膜到達負極最終生成LiC6；放電時則相反，內部電場轉向，Li+離開負極，跑回正極重新生成LiCoO2。單位時間內參與“往返跑”的鋰離子越多，電池可存儲釋放的能量就越大。

“塑膠跑道”和“優質助跑器”可以為運動員賦能。而提升正負極材料、電解質和隔膜的性能品質，則是為鋰離子供應良好舒適的“運動場地”、讓電池在充放電過程中實現最優表現的切入點。

優秀的運動員百里挑一，優質的電池也是眾心所歸

目前，手機和電動汽車等科技產品中使用的電池絕大多數都采用了鋰離子電池，隨著鋰離子電池在人們生活中的日漸深入，電池的容量也有希望成為第六大“馬斯洛基礎需求”。雖然鋰離子電池技術在將來幾年仍將如火如荼地發展，但將來的鋰離子電池技術面對著兩大挑戰，分別是能量密度和安全保障。

同等質量的電池，誰能存儲更多的電能，誰的能量密度就高。美國能源部智能制造創新機構（CESMII）曾經為鋰離子電池規劃了一個路線圖，原定目標是在2018年左右，鋰離子電池的能量密度可以達到每千克350瓦時。倘若想要在電動汽車上安裝更少、更輕的鋰離子電池還要保持理想的續航里程，就非得不斷提高電池的能量密度，讓電池開始“塑形”。

鋰離子電池的安全性則是另一個關注點。鋰離子電池的安全隱患源自于對高溫的敏感。一般來說，鋰離子電池設備使用溫度要低于60℃。廠在安全探測時，會將電池置于80℃的環境中進行高溫耐久考驗，不起火、不爆炸、不漏液，就算是合格。還有一種比較極端的條件叫做“熱濫用探測”：基本步驟和煉孫悟空差不多，將滿電態電池放入130℃實驗箱中，堅持半小時不起火、不爆炸。

在用電產品的發展過程中，特別是電動汽車這種對能量需求較高的產品，傳統鋰離子動力鋰離子電池單體并不能滿足它的動力需求，因此電動汽車一直使用的都是較大體積的電池——非得采用多塊電池進行串聯、并聯構成的動力鋰離子電池包來供應電動汽車使用能量。然而電池包倘若太重或太大，如同龜殼相同也會新增車輛行駛的負擔，同時新增的電池包也會在概率上新增危險性。

要怎么樣應對這些挑戰，行業先鋒們已經早早動手了

倘若你想要買輛一口氣跑幾百公里的電動汽車，這些都跟電池的將來息息相關，但為車載鋰離子電池減負、增能的任務迫在眉睫。不過電池的將來仿佛還是非常有希望的，先站在“巨人”的肩膀上看一看吧！

超會拍星星的電動汽車老司機Steed、輕輕松松玩轉電動汽車設計的飛魚、十分了解電動汽車家庭需求的桔子以及專業的巴斯夫(bASF)電池專家此次一齊上陣，在視頻中解讀了鋰離子電池的現狀和挑戰，對電池的續航性、安全性和充電穩定性進行了客觀的分解，事情看起來挺樂觀嘛！

到2025年，純電動汽車的年產量可能高達500萬至1,000萬輛，其中的許多車輛將運用到巴斯夫的創新電池材料。而巴斯夫一直致力于開發和加工量量密度更高，價格更具優點，性能更可靠的正極電池材料，在今天，巴斯夫研發的包括鎳鈷鋁酸鋰材料（NCA）和鎳鈷錳酸鋰材料（NCM）在內的正極電池材料已經廣泛使用于全球領先汽車加工商的電動汽車上。

巴斯夫將2025年設立為鋰離子電池技術的“小目標”，令一臺一般中型電動汽車的實際續航里程提升到600公里，同時電池體積減半，充電時間縮短至15分鐘。這個底氣得益于巴斯夫對材料、對汽車研發周期都有深入了解，加上與電池加工商的密切合作，以及巴斯夫對與電動汽車電池相關的整體開發思路有著更好的認知和落實辦法：專注于更高的電池能量密度（高鎳正極材料），優化工作效率，優化電池正極材料的加工過程。

這些努力意味著大幅提升電池整體性能的將來可期，而電動交通也將更快地走進我們每個人的生活。