如果说，5000公里的路程仅需充一次电，这是天方夜谭吗？近日，韩国科学家声称，他们在电池技术领域取得了惊人的突破。
这份有关德国市场上续航最长电动汽车的综述说明了一点：各大制造商至今仍未能推出续航达四位数（即1000公里以上）的电动车型。即便是当前的“冠军”Lucid Air Grand Touring，其最大续航也“仅有”960公里，而且这个数据还是基于不太贴近现实的WLTP测试标准。
同时，这款车型是一辆售价高达129900欧元的豪华轿车，普通人根本买不起。如果驾驶的是一辆价格尚可接受的中型电动车，那现实中的续航通常仅在400～500公里之间。
因此，从当今角度来看，电动汽车在不久的将来能凭一次充电行驶多达5000公里，似乎显得极为不现实。然而，来自韩国的研究人员正是这样宣布的。
美好得让人难以置信？
或许，正是由于这一宣称实在令人难以置信，这则消息从科研界和专业媒体传入更广泛的新闻报道领域，竟花费了大约两年时间。因为早在2023年春天，来自韩国浦项科技大学（POSTECH）和西江大学（Sogang University）的研究人员就已经表示他们实现了技术突破。而在2024年3月，这些科学家发表了一篇更为详尽的论文，解释了电动汽车的续航是如何能够指数级增长的。听起来好得令人难以置信。
据浦项科技大学化学教授朴秀珍（Soojin Park）、材料科学与工程教授金允洙（Youn Soo Kim），以及化学与生物分子工程教授柳在建（Jaegeon Ryu）组成的团队介绍，这项技术的关键在于：为电池负极材料开发出一种“带电的聚合物粘结剂”。具体而言，是用硅基负极取代目前常用的石墨材料，并与分层带电的聚合物结合。该技术据称能提供“至少十倍于传统石墨负极”的电容量，同时依旧稳定、可靠。
因此，一块电动汽车电池的容量将可提高同样的倍数，进而也能大幅提升续航能力——甚至在现实中轻松达到5000公里，途中不需充电。更进一步讲，如果真能制造出这种超长续航的电动汽车，它将把目前那些单次加油最多也只能跑约1000公里的燃油车和混动车远远甩在身后。
根据韩国科学家的说法，如今电动汽车续航之所以受到限制，是因为负极材料仍然是石墨。理论上，硅负极的能量密度要高得多，但目前它还无法作为替代品使用。原因在于：在与锂发生反应的过程中，硅会发生体积膨胀，这会影响电池性能和稳定性，甚至可能带来安全隐患。
而此时，带电的聚合物粘结剂就派上了用场，因为它们可以有效控制这种体积膨胀。对于化学迷来说，以下是韩国电池研究人员论文中的技术描述。
它是如何运作的？
这种新型聚合物不仅利用氢键作用，还利用库仑力（即正负电荷间的吸引）。这些力的强度高达 250 kJ/mol，远远强于氢键，但依旧是可逆的，因此可以有效控制体积膨胀。高容量的负极材料表面大多带负电，而我们设计的分层带电聚合物则交替排列着正负电荷，以实现与负极材料的高效结合。
此外，该电池还引入了聚乙二醇（PEG）以调节材料的物理特性，并促进锂离子的扩散，从而构建出一款具有高容量和最大能量密度的厚电极，适用于锂离子电池。“我们的研究具备显著提升锂离子电池能量密度的潜力，”POSTECH 的朴秀珍教授表示。他认为，基于硅的负极材料实际上可以将电动车的续航能力提升至少十倍。
不过，这些科学家并未说明，这种新材料究竟何时才能实现量产，也没有透露它是否可以在工业规模上以合理成本进行应用。
一项电池技术的突破可能会极大地提升电动车的续航能力。来自韩国的研究人员开发出一种新型负极材料，利用带电聚合物粘结剂控制硅在反应中的体积膨胀问题，从而使电池容量达到目前的十倍。电动汽车有望实现单次充电续航5000公里。不过，这项技术目前仍处于实验阶段。它何时能量产、是否能实现工业化、是否具备经济可行性，仍有待观察。
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