电池改变世界：三种新颖但有实用前景的电池技术

技术发展到今天，我们对更好的电池的需求也越来越大。因为虽然设备的计算能力和设备的使用领域都在不断扩大，但是电池的供电能力却几乎没发生值得关注的变化。近段时间以来，新闻媒体都在乐此不疲地报告各种新型的电池技术突破，但是这些新技术中的大部分都很难实现商业化；就像人们不断重复地那样：在实验室中是一回事，找到批量化生产的具有成本的效益的生产方法又是另一回事。

但是电池的发展竞赛还在继续：电动汽车制造商正在寻找更便宜、更轻、更强大而且更持久的电池。电子设备制造商也在寻找更可靠、使用寿命更长而且充电更快的电池。而可穿戴和医疗植入式设备的厂商则更倾向于更小巧、更长续航的电池技术。而可再生能源企业也在寻找能够稳定充放电成千上万次的电池技术。

在我们时常听到的新电池技术中间，我们选出了三个最具有实用前景的电池技术。我们对这些技术离实际应用的时间和未来可能产生的影响进行了分析。

固态电池

让我们先从一个能够避免锂离子电池的危险性的新兴技术开始说起吧。这项技术被称为固态电池技术，它有许多种形式，为了理解为什么这种电池为什么更加安全，我们可以先来看看为什么锂电池会有自燃的风险。

大部分传统的锂电池都有两个电极（阳极和阴极），阴极和阳极之间是用来传导锂离子的液体电解质。而锂电池的主要问题就是这种电解质是非常易燃的，如果锂电池破损或者受到了重击，电池就可能起火，就可能出现下面的情况：

而固态电池中并没有液体电解质，它们使用的是一层其它材料来在两个电极之间传导离子和产生能量。

安全性只是固态电池技术的一个方面而已。因为固态电池中没有了液态电解质，所以他们不需要额外的防护层，所以它们可以做到更轻更小。这对于汽车制造商来说是个十足的好消息。美国能源部高级先进能源研究计划局（ARpA-E）有多个固态电池开发项目，有的是开发固态的锂离子电池，有的则是开发其他材料的固态电池。

在固态电池研究领域的领头羊是SakTI3公司，该公司的CEO是AnnMarieSastry。《麻省理工学院技术评论》的KevinBullis在一篇文章中对SakTI3和Sastry所做的工作进行了描述，该公司目前关注的重点是如何实现固态锂电池的规模化生产。文章写道：

“她也在开发有助于大规模生产的制造技术。‘如果你的总体目标是改变人们的驾驶方式，你的标准就不能仅仅是最好的能量密度和更多的循环充电次数。’她说，‘最主要的目标是在提供必要性能基础上的耐受能力’。”

SakTI3的工作听起来很令人兴奋，但这家公司一直都对其技术秘而不宣，所以目前对该电池中使用的电解质材料类型我们还不得而知，而当然这些材料的类型将会在大规模的生产制造中对成本产生巨大的影响。但我们知道SakTI3已经得到了包括通用公司在内的风险投资，并且该公司早在去年就宣称已经实现了现在锂离子电池两倍的能量密度。另一家固态电池公司QuantumScape则相对而言安静得多，但有传言说该公司也在进行类似的技术研发工作。

那么，我们还要多久才能真正使用固态电池呢？就目前而言，实现固态电池的大规模商业化还为时尚早。电池技术的挑战不只是电池中所应用的电化学原理，真正需要突破的地方是实现工厂的大规模生产，并且还要实现比传统电池更划算的价格。

SteveLeVine在其新书Thepowerhouse中对电池创新的商业化过程进行了深度挖掘。他用了数年时间对Envia公司进行跟踪调查，这家公司是一家电池领域的创业公司，并最终成为了通用的阴极供应商。然而最后交货时，通用经过检验发现。Envia交付的电池达不到自己所宣称的标准。最终通用结束了Envia的合同。

正如LeVine所解释的那样，目前电池技术中最令人振奋的并不是电池，而是制造工艺。“让我振奋的是看到能够突破制造成本限制的新电池技术出现。”他说，并指出美国能源部现在也在专注于生产工艺的创新而不仅仅是电化学原理的革新，“我认为那才是值得期待的地方。”

特斯拉建造中的超级工厂Gigafactory

甚至伊隆·马斯克也在试图解决这一问题。他的正在建设之中的Gigafactory试图将整个电池制造流程纳入到同一个工厂之中，这是一个巨大的赌注，不过看起来特斯拉相信自己能够击败竞争对手。请记住，这是为了并没有那么突破性的电池技术。但这是关于规模经济的游戏甚至马斯克也承受着工厂还没建好可能技术就已经过时了的批评。