196.1991年：锂离子电池

　　电动汽车上排成一排的电池。

　　电报系统（1837年），莱特兄弟的飞机（1903年），电子数字积分计算机（ENIAC）——第一台数字计算机（1946年），波音747大型喷气式客机（1968年），普锐斯混合动力汽车（1997年），智能手机（2007年）

　　每个人都想要更好的电池。拥有一部充电不到一分钟就能够使用一个月的智能手机难道不是一件非常棒的事情吗？拥有一辆充电几分钟就能跑1000英里（1600千米）的汽车难道不是一件非常棒的事情吗？拥有一块充电一小时就能够在停电时给整栋房子供电一两天，但尺寸只有一条面包大小的电池难道不是一件非常棒的事情吗？如果你还是不以为然，那么一架一次充电就能够环球飞行的电动飞机怎么样？这样的电池想想是容易的，但我们真的能做得出来吗？

　　当我们想到电池的时候，通常脑海中浮现出来的是一个充满了化学制剂的容器，容器中的化学反应可以产生电能。一次性电池里的化学反应只能发生一次；对于可充电电池，反应是可逆的。

　　科学家和工程师已经试验了多种不同的化学材料用于制造电池：第一种获得广泛成功的化学电池是“乌鸦脚” ，或者叫作比重液电池（gravity battery）。它使用铜电极、锌电极和结晶硫酸铜的水溶液。这种电池从19世纪60年代开始为早期的电报网供电；差不多同一时代，铅酸蓄电池（lead-acid battery）第一次出现。时至今日，几乎每辆汽车都还在使用这种化学电池；接下来出现的是镍镉电池（nickel-cadmium）、镍氢电池（nickel-metal hydride）和锂离子电池（lithium ion）。从能量密度的角度讲，锂离子电池具有现今最好的电池制造工艺。

　　1991年，索尼和旭化成公司（Asahi Kasei）开始进行锂离子电池的商业化生产。从电池的能量—质量比和能量—尺寸比两方面看，今天的锂离子电池的性能只是铅酸蓄电池的三倍。为了解决这方面的问题，科学家和工程师已经从事了一个世纪的研究工作，但和其他技术相比，可以看见的成果寥寥无几。如果你把波音747和莱特兄弟的飞机比较，或是将电子数字积分计算机（ENIAC）和智能手机内部的计算机比较，你会发现其他工程项目中的进步更加显著。■ 工程学之书