最近，豐田汽車在電動汽車領域動作頻頻，先是一改口徑要進軍純電動汽車，隨后又成立了公司內部的電動“四人幫”，11月24日又宣布在鋰離子電池領域有重大突破“breakthrough"，儼然成為純電動汽車的生力軍，要推動產業進步。作為非電化學領域的筆者，這里用非專業術語的“白話”和大家扒一扒這個“重大突破”。

豐田做了什么事情？

簡單地講，豐田公司發明了一種觀測方法，能夠讓人們在充放電過程中，實時觀察到鋰離子在電解液中的運動。這稱得上是種突破了，因為之前，人們是看不到鋰離子在電解液中的運動，只能猜測，論證。從看不到，到能看到，相當于打開了黑盒子，有機會弄懂里面的機理。

豐田要解決的問題是什么？

話說回來，為什么一定要看到這個區域中鋰離子的運動呢？

因為在充放電過程中會發生一種現象叫作“Li-ion deviation"(鋰離子偏移，指鋰離子的濃度差？)，這種偏移會導致電池的實際可使用容量變小。這樣，為了能夠提高鋰電池的性能，人們非常希望能夠盡可能地減少這種偏移的發生。這時，就迫切希望能夠了解到鋰離子在離開電極后，經過電解液，到達另一極，整個過程中其運動規律是什么樣的。

這個問題是如何解決的？

知道了問題所在，就要想法子。對于這個問題，豐田的做法很簡單：

(1)用同步輻射的高強度X射線(是普通X射線的10億倍)， 可實現每像素0.65微米的高分辨率及每幀100毫秒的高速測量；

(2)用重金屬元素代替電解液中的含磷離子，X射線很難穿透重金屬元素，這樣當鋰離子與其結合時，就能通過觀察重金屬元素的運動來了解鋰離子的運動。

通俗地講，豐田用了超大型放大鏡，并把鋰離子凸現出來，以掌握鋰離子的偏移。

這種方法有什么用？

豐田公司并沒有直接在鋰離子技術層面有新的突破，但卻提供了一種未來可以提升鋰離子性能的研究手段。這就像是人類要攻克癌癥，要明白致癌機理，找到致癌基因，豐田找到一種可以直接觀察到基因的方法，但距離攻克癌癥還有長遠的路要走，還有大量的研究工作要做，距離真正的商業化應用還要假以時日。

通過這種方法， 研發人員將可以觀察到正負極、隔膜、電解液材料與構造等不同所導致的鋰離子運動，以比較新的材料、工藝、方法是否能夠提高鋰電池性能；同時，有助于分析電池性能降低的機理，為提高車輛的續航里程及電池壽命等電池性能和耐久性等方面做針對性的研發。 據稱，應用該方法有望將電動汽車的續航里程提高10%-15%,同時具有更好的充電性能。

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