你平時有“電池焦慮”嗎？隨著電子產品的使用場景越來越多，我們越來越離不開電池，也越來越被電量“拿捏”。更安全、更適應環境、更強續航的固態電池，因此被寄予厚望。然而，我們到底什么時候才能用得上固態電池？
本期《開講啦》邀請親手做出了中國第一代鋰離子電池的中國科學院物理研究所研究員黃學杰，他見證并推動了中國鋰電池從實驗室走向工廠進而實現量產的全過程。跟隨他了解鋰電池！
這種用電“邪修”
千萬別再做！
不少人都有一段相似的童年回憶：遙控器電池耗盡，長輩總會傳授一個老偏方 —— 把電池拿出來咬幾下，就能臨時恢復供電。
現場觀眾聊起這個懷舊小技巧時，撒貝寧也分享了自己兒時的同款操作：小時候分不清電池剩余電量，就直接用舌頭舔電池兩極，如果舌尖泛起發麻發澀的觸感，就代表電池還有余電。
針對這個流傳多年的民間辦法，鋰電池專家黃學杰給出了完整科普。他介紹，人體本身就和電效應息息相關，現代電池的基礎原理最早正是由一位意大利醫生發現。老一輩咬電池的辦法，放在過去老式糊式鋅錳干電池上確實能短暫起效：這類電池鋅皮外殼質地柔軟，咬合擠壓會讓內部未充分反應的活性物質繼續發生化學反應，釋放少量剩余電量。
但黃學杰著重發出安全警示：如今絕對不能再用牙咬電池！當下各類數碼產品、玩具里廣泛使用鋰電池，這類電池能量密度極高，外殼輕薄易破損。一旦牙齒咬破鋁塑封裝膜，內部隔膜會被刺穿，正負極直接短路，瞬間產生高溫，極易出現漏腐蝕電解液、起火甚至爆炸的嚴重安全事故。
想買電車
要不要等固態電池？
固態電池，被認為是鋰電池的“終極形態”。因為用固體電解質取代了液態電解液和隔膜，它具有高安全、長壽命、耐高低溫等優勢。但黃學杰說，“終極”不等于“馬上能用”。
黃學杰在現場展示了一款實驗室階段的固態電池試樣，這塊電池被兩塊厚重鋼板牢牢夾持，四角通過螺絲緊固。黃學杰介紹，螺絲鎖緊后施加在電池上的壓力，甚至超過他整個人站在電池上的重量。
固態電池內部電極與固態電解質僅依靠固體界面貼合，若無足夠外部壓力，二者極易出現界面接觸不良，電池便無法正常放電。可若是每一塊固態電池都配套厚重鋼板加壓，體積、重量都會大幅增加，很難落地消費電子、新能源汽車等民用場景。
科研團隊已針對該痛點研發出優化方案，現場展出的新一代改良固態電池，整體輕薄度、體積尺寸都有明顯改善。研發思路是在固態電解質體系內摻雜碘離子，該物質可在電場驅動下自主填充界面空隙，無需再依靠外部機械加壓。黃學杰透露，這套技術方案目前已在實驗室成功實現。
盡管技術實現突破，但固態電池想要從實驗室走向手機、新能源汽車等大眾終端，仍需要漫長的產業化周期。黃學杰舉例說明成本差距：當前新能源汽車搭載的液態動力電池成本約數萬元，而同規格固態電池成本是其 10 至 20 倍。
他預判，2030 年前后，首批實現商業化落地的固態鋰電池，會優先應用在低空飛行器、太空算力設備、人形機器人等新興高端領域；再經過約十年產業規模化降本，固態電池成本才會下探至民用普及的合理區間。
科學家“手搓”的
中國第一代鋰離子電池
這是中國第一代鋰離子電池，正式型號為18650，它是三十年前黃學杰“手搓”出來的。
上世紀七八十年代，鋰電池研究是不折不扣的冷門賽道。在當時大眾的認知中，電池僅僅是手電筒的配套配件，造型笨重、技術門檻低，幾乎沒有科研探索的價值，極少有人愿意深耕這一領域。
1988年，黃學杰進入中國科學院物理研究所工作。彼時超導研究是學界炙手可熱的熱門方向，而陳立泉院士卻帶領團隊潛心深耕無人問津的鋰電池領域。看準鋰電未來的發展潛力，黃學杰毅然放棄熱門的超導研究，轉身投身這片小眾的“冷門賽道”。
談及當年的科研境遇，黃學杰直言，這不止是坐冷板凳，更是坐“冰涼的板凳”，科研之路布滿艱辛。1996年，黃學杰接過接力棒，繼任課題組組長，而陳立泉院士交付給他的首個核心任務，便是攻克鋰離子電池產業化難題。
產業化落地的第一步，是在實驗室研發出可落地的成品電池樣品，但當時國內鋰電產業基礎幾乎一片空白，研發條件極其艱苦。電池核心的正負極材料需要團隊自主摸索制備，電解液、隔膜等關鍵零部件完全依賴海外進口，同時行業內沒有成熟的生產設備與配套工藝可供借鑒，初代鋰電產業化攻堅，完全是從零起步、攻堅克難。
“一切從零開始。”黃學杰說：“我們在一次只能燒幾十克漿料的小馬弗爐里制作正極材料，找做五號電池的廠家重開模具，做18650的電池外殼，最后用一個小馬達帶動一根轉針，一圈一圈地把電池卷出來，每一個環節都是一點點摸索出來的。”
1996年，中國第一批18650型鋰離子電池誕生了，它是我國鋰電產業化的起點。三十年后，黃學杰把這塊電池帶到了《開講啦》節目現場。它沒有漏液，依然能充放電，外殼也保持著閃閃亮亮的狀態。
學習！讓手機電池
更耐用的小技巧
你是不是也有這個習慣——睡前把手機插上充電，第二天醒來拔掉，正好100%出門；或者等到手機彈出“電量不足，即將關機”的警告，才慌慌張張翻充電器？
其實，這些都是加速消耗電池的行為！
黃學杰說，隨時充電沒有問題，但每次把它充到80%是更好的方式。如果每一次都用到“極限”，比如手機自動關機，或者夜里一直充，就會影響電池的壽命。他解釋，這是因為電池內部有一層特殊界面，夾在電極和液態電解質之間，如果電池頻繁在0%和100%之間反復，界面層就會跟著劇烈波動，久而久之，電池性能就會降低。
廢舊電池和充電寶
到底該怎么扔？
相信不少人都有深刻的童年記憶：上學時老師反復叮囑，廢舊電池絕對不能隨意丟棄，會嚴重污染土壤和水源。過去商超、樓道、社區里隨處可見專用電池回收箱，專門用來集中收納廢電池。但大家不難發現，如今這類專屬回收箱早已難覓蹤影。
針對這一現象，黃學杰做出了專業科普解讀。變化的核心原因，在于家用干電池早已完成環保升級。自2006年起，國家全面推行干電池低汞、無汞化生產標準，徹底淘汰高污染高汞電池。目前市面上日常使用的5號、7號普通干電池，汞含量已經微乎其微，對水土環境的影響極低。
基于行業技術迭代與環保標準更新，2016年修訂的《國家危險廢物名錄》正式將無汞、低汞普通干電池移出危險廢物范疇。這也意味著，家里淘汰的普通干電池，只要外殼標注“低汞”“無汞”字樣，無需單獨回收，直接隨同日常生活垃圾正常丟棄即可。
但充電寶不能隨便扔。黃學杰強調，充電寶內部是鋰電池，電解液中含有對人體有害的物質，必須投入有害垃圾桶或統一回收，而且在扔之前，最好用膠帶把金屬接口裹起來，避免可能出現的電池短路和發熱起火隱患。
