你的“电池焦虑”有救了！超强续航的固态电池有望在2030年商用丨开讲啦

你平时有“电池焦虑”吗？随着电子产品的使用场景越来越多，我们越来越离不开电池，也越来越被电量“拿捏”。更安全、更适应环境、更强续航的固态电池，因此被寄予厚望。然而，我们到底什么时候才能用得上固态电池？

本期《开讲啦》邀请亲手做出了中国第一代锂离子电池的中国科学院物理研究所研究员黄学杰，他见证并推动了中国锂电池从实验室走向工厂进而实现量产的全过程。跟随他了解锂电池！

你有过这样的童年记忆吗？遥控器里电池没电了，家里老人说拿出来咬一咬，就又能用。现场观众提到的这个“偏方”引得撒贝宁也自曝：他小时候为了测电池还有没有电，会用舌头去舔，如果尝到“涩涩麻麻”的感觉就说明还有电。

对此，黄学杰解释，人体本身与电密切相关，其实最初现代电池的原理就是一位意大利医生发现的，而咬电池这种“邪修”对于老一代的糊式干电池也确实管用。但他提醒说，现在可千万别咬电池！因为现在大多是锂电池，能量密度太高，咬不动不说，还可能引发安全事故。

固态电池，被认为是锂电池的“终极形态”。因为用固体电解质取代了液态电解液和隔膜，它具有高安全、长寿命、耐高低温等优势。但黄学杰说，“终极”不等于“马上能用”。

黄学杰现场展示了一块实验室固态电池样品。它被两层厚厚的铁块夹着，四个角还拧着螺丝。“这几个螺丝给电池施加的压力，比我站在上面的力度还要大。”黄学杰解释说，因为电极和电解质之间是固体接触，不施加巨大压力，电池就会接触不良，无法正常工作，但如果每块电池都要加上这么厚的钢板，未来就难以应用到我们的生活之中。

当然，科学家也已经在想办法了。在现场还有另一块升级版固态电池，明显要更加轻薄小巧。黄学杰说，他们尝试在固态电解质中加入碘离子，让它在电场作用下去填空，这样就不再需要额外施压。“这件事情已经在实验室里面做成了。”

未来可期，但固态电池从实验室“走”到我们的手机和电车上，恐怕没那么快。黄学杰举了个例子：“今天一辆电车的电池大概几万块钱，而固态电池的价格是它的10～20倍。”他表示，预计2030年，第一批商业化的固态锂电池将会在低空飞行器、太空算力、人形机器人等新兴领域首先得到应用，然后过十年左右，价格就会变得亲民。

这是中国第一代锂离子电池，正式型号为18650，它是三十年前黄学杰“手搓”出来的。

20世纪七八十年代，锂电池研究是个“非常冷门”的领域。黄学杰说，那时候电池在大家印象里，就是手电筒里的笨重物件，不太有吸引力。1988年，他来到中国科学院物理研究所，发现陈立泉老师正带着课题组集中精力研究锂电池，就从热门的超导研究转向了这个“冷领域”。

“那不仅仅是‘冷板凳’，简直是冰凉的板凳”，1996年，黄学杰接陈立泉老师任课题组长，他回忆：“陈立泉老师给我的第一个任务，就是实现锂离子电池的产业化。”而想实现产业化，就必须在实验室里做出产品级的样品，但那时候制作电池的正负极材料还只能自己制备，电解液、隔膜更完全依赖进口，也没有先进的设备和工艺。

“一切从零开始。”黄学杰说：“我们在一次只能烧几十克浆料的小马弗炉里制作正极材料，找做五号电池的厂家重开模具，做18650的电池外壳，最后用一个小马达带动一根转针，一圈一圈地把电池卷出来，每一个环节都是一点点摸索出来的。”

1996年，中国第一批18650型锂离子电池诞生了，它是我国锂电产业化的起点。三十年后，黄学杰把这块电池带到了《开讲啦》节目现场。它没有漏液，依然能充放电，外壳也保持着闪闪亮亮的状态。

你是不是也有这个习惯——睡前把手机插上充电，第二天醒来拔掉，正好100%出门；或者等到手机弹出“电量不足，即将关机”的警告，才慌慌张张翻充电器？

其实，这些都是加速消耗电池的行为！

黄学杰说，随时充电没有问题，但每次把它充到80%是更好的方式。如果每一次都用到“极限”，比如手机自动关机，或者夜里一直充，就会影响电池的寿命。他解释，这是因为电池内部有一层特殊界面，夹在电极和液态电解质之间，如果电池频繁在0%和100%之间反复，界面层就会跟着剧烈波动，久而久之，电池性能就会降低。

小时候，老师反复叮嘱“废电池不能乱扔”，因为会污染水土。那时超市、楼道等地方都会装有专门的电池回收箱。但你发现没，近些年，熟悉的回收箱几乎都消失了？

黄学杰解释说，从2006年开始，国家强制推行无汞化、低汞化，今天市面上普通5号、7号干电池的汞含量已经极低。2016年修订的《国家危险废物名录》中，这类干电池已被豁免。所以，如果家里攒了一堆旧电池，只要上面标着“低汞”或“无汞”，和生活垃圾一起扔就行。

但充电宝不能随便扔。黄学杰强调，充电宝内部是锂电池，电解液中含有对人体有害的物质，必须投入有害垃圾桶或统一回收，而且在扔之前，最好用胶带把金属接口裹起来，避免可能出现的电池短路和发热起火隐患。