什么原因导致电池瓶颈的问题严重

首先我们要看看电池问题的根源。整个20世纪90年代，占统治地位的是镍镉电池，但随后问世的锂离子电池迅速取而代之。锂离子电池的能量密度达到了标准镍镉当量的两倍以上，并有可能获得更高的能量密度。它的工作行为与之类似，可以在单个单元而非整个系列上运行。它维护成本低，自放电量也更低。

尽管存在一些缺点——比如本身较为脆弱和需要保护电路——锂离子电池的效率非常高，有人甚至将其称作是“理想的”电池。

在摩尔定律不断推进的时代，认为任何技术发展都存在根本限制似乎是个很奇怪的想法。但电池功能有点不同，因为当中有很多变数需要考虑，似乎任何一个区域的增加都会导致另一个区域的减少。

比如说，你可以制作出具有更高功率（瓦特）或更高能量水平（瓦特小时）的电池，但无法在同一块电池上同时做到这两点。超级电容器完美地说明了这一点：它们可以释放大量的能量，但一次只能持续几秒钟。因此，许多迭代式的进步只是在单个层面上向前发展，而没有带来整体上的技术进步。

这也不是新电池技术发展的唯一问题，它还面临着下面这些挑战：

1.选择

除了锂离子电池以外，研究领域还有几十种可能的开发方向，其中包括可提供清洁能源、只会排放水的氢燃料电池，以及使用细菌加速化学反应的生物电化学电池。

问题是，有这么多的选择，很难说出哪些方向具有真正的潜力成为长期替代品，哪些只是让人走弯路。因此，研究人员不愿将所有的鸡蛋放在一个篮子里。

另一个问题是，开发下一代电池的成本太高。根据LuxResearch的数据，在八年的时间里，普通电池创业公司初始投资只吸引了4000万美元的资金。

这似乎并不是一个小数目，但大多数技术需要数亿美元才能获得一个良好的开端，并且可能需要数十亿美元来进行全面开发。但是，大多数投资者不愿意将这笔钱投入到一个成功机会很小的技术上。

3.规模

此外，将技术从实验室发展转化称全面商用也是一个难题。有前途的新电池技术通常在微观层面上看起来不错。举个例子，只有在实验室条件下，你可能才会注意到新型化学材料的储存潜力。

但是当你开发更大型号的电池时，当中可能就会出现问题，比如化学过程可能无法有效展开，或者是条件（如温度或长期使用）可能不适合商业使用。这有可能吓跑潜在的研究人员和投资者。

4.测试，可靠性和安全性

最近发生的锂离子电池着火问题说明，我们对电池安全后果的了解是多么有限。任何新的电池技术都需要执行比我们现有技术更高的标准，这也就意味着，原本就已经很长的开发周期现在又要额外增加多年的研究和测试。

正因为如此，任何新的电池技术都会花费几年甚至几十年的时间才能完全发展，即使如此，新技术应用的安全性也不能保证。

那么这种电池停滞对其他新兴技术有什么影响？

再生能源

太阳能发电是清洁和可再生的，而且生产成本也变得越来越低。问题是，光照并不总是存在的，多云天气和夜间都是问题，除非你有一种有效的方式来储存白天产生的多余能量。如果没有高效的电池存储，太阳能仍然是昂贵的，不仅不适用于许多应用方向，并且永远无法成为我们当前能源需求的完全替代品。

手机

智能手机的耗电量非常高，并且每天都得充电。手机电池目前的寿命只有几年，因为锂离子电池可以充电的次数是有限的。如果没有新型电池来延长使用寿命，手机开发周期将会更快，并且处理能力可能会使电池问题更加严重（因为更高的性能会进一步增加功耗）。

电动汽车

电动汽车的环保性要比燃油车高非常多，但即使是最好的车型也需要定期充电-这对消费者来说非常烦人且成本高昂。更好的电池可以存储更多的电量，从而增加行驶速度和续航里程。但是在目前，电动汽车的这一方面只有一些微小的改进。