我們盼著“充電五分鐘，續(xù)航兩星期”的電池已經(jīng)不知道有多少年了，然而這樣的技術(shù)突破卻遲遲沒能到來。我們在這個時代已經(jīng)見證了太多進步，可是唯獨電池技術(shù)卻是一個例外。這一切，究竟是為什么呢？
新突破又來了？
美國西北大學(xué)的科學(xué)家們不久前對外宣布，他們發(fā)現(xiàn)了一種被暫時命名為“共價有機框架”的新材料，據(jù)說如果能夠應(yīng)用在電池或者超級電容上，就可以有效提升小到筆記本電腦，大到電動汽車的充電速度和續(xù)航時間。這種有機晶體材料有許多氣孔，據(jù)說非常適合儲存能量。填充導(dǎo)電聚合物之后，它的電容性能得到了改善。
那么這個“共價有機框架”有多厲害呢？研究者稱它能夠穩(wěn)定經(jīng)受上萬次的充放電周期，儲能的能力是尋常技術(shù)的10倍，而且充電速度也有了最多達15倍的提升。科學(xué)家們?nèi)缃袢栽趯で髮⑦@個技術(shù)商業(yè)化的可能性，不過他們對它得到應(yīng)用的潛力表示很有信心。
這里并不是要懷疑甚至否定科學(xué)家們的努力，因為任何的技術(shù)探索和積累都是極具價值的。然而，當看到這些“電池技術(shù)取得突破”的新聞時，我們都已經(jīng)不再興奮了。
只要是關(guān)注科技新聞的朋友，只要去回顧自己看過的報道，可能就會意識到原來科學(xué)家已經(jīng)有了那么多各種各樣的研究成果。沒錯，西北大學(xué)的研究者們并不是今年唯一一個宣布在電池技術(shù)上取得突破的團隊。早在今年一月，國內(nèi)的科學(xué)團隊就在石墨烯方面取得了進步，研發(fā)出只用七秒鐘充電就能續(xù)航35公里的電動車電池。幾乎同一時段，美國能源部替代能源高級研究計劃的負責(zé)人也在采訪中表示:“我們已經(jīng)在電池領(lǐng)域取得了重大的突破”。大家非常熟悉的戴森，也已宣布他們的Sakti3固態(tài)電池做到讓電動車里程飆升到800公里，創(chuàng)始人詹姆斯·戴森稱他們獲得的成就“目前的電池技術(shù)根本無法做到”。
這幾年來，類似的新聞我們已經(jīng)看得太多，而且花樣繁多原理還各不相同。可惜的是，即便如此不管是智能手機還是筆記本電腦，或是電動汽車，它們無論是續(xù)航或充電時間上的進步只能是小范圍，而且還可能并不是電池的功勞，而是各方面優(yōu)化的結(jié)果。
為什么已經(jīng)有了那么多突破，我們普通人能夠享受到的電池技術(shù)仍舊停滯不前呢？
人類原來是那樣無知
“盡管上一個十年里已經(jīng)出現(xiàn)了數(shù)不清的技術(shù)突破，但一次又一次的這些進步卻不能如承諾的那樣，在成本和儲能上帶來真正的提升。”麻省理工學(xué)院的科學(xué)家在文章中坦承我們?nèi)缃竦木骄场?/p>
電池這種東西如此常見，我們一定自以為人類已經(jīng)非常了解它了，其實并非如此。“在研發(fā)更好的電池時遇到的最大的困難，在于我們對這個技術(shù)本身的理解仍然少得可憐。改變電池的其中一個部分--比如說換用一種新的電極--將導(dǎo)致大量無法預(yù)期的問題出現(xiàn)，而且其中一些不經(jīng)過多年的測試還無法被發(fā)現(xiàn)。”科學(xué)家寫道。
即使時間已經(jīng)過去了超過100年，人類依舊沒建立起一個鉛酸電池的完整功能模型。換言之，就是我們根本就沒有完全了解電池內(nèi)的那些化學(xué)機制。正如麻省理工的科學(xué)家所說，因為我們所知甚少，這些新的電池如果要進行完整的測試，那都需要花費很多年的時間。
臣妾真的做不到
那么你可能會問了，電池技術(shù)那么多年來一直都有無數(shù)人在研究，而且每年也都有無數(shù)個“突破”出現(xiàn)。多少年過去了，難道時間還不夠用？電子設(shè)備如今已經(jīng)那么普及了，照理說需求簡直高到爆棚才對，有沒有一些更加實際的困難？確實是有，而且同樣十分棘手。
首先是成本問題。電池市場對成本高度敏感，因為它所牽涉到的產(chǎn)品大多都要求很高的產(chǎn)量。電池的成本本身就已經(jīng)很高了，畢竟它可以說是智能手機里頭最昂貴的部件之一。更高性能的電池不是沒有，但它們用的材料就決定了這些電池便宜不了。即便如此，這些高性能電池帶來的提升也未必大到能讓消費者們心甘情愿多掏錢的程度。
對于那些有技術(shù)突破的新創(chuàng)公司和科研團隊來說，電池市場實在是太艱險。你首先要花多年的時間來打造一款能夠量產(chǎn)的新電池，然后再花幾年來評估它的實際性能和危險性。接著，你需要資本來擴大生產(chǎn)，然后還要想辦法將產(chǎn)品投入到一個對成本十分敏感的市場中。無論如何都很難達到讓人滿意的風(fēng)險投資回報率，事實上也確實沒有過完全達到預(yù)期的實際案例。
另外就是最后一點：那些讓人眼花繚亂的技術(shù)突破都哪去了？盡管你可以在每一篇相關(guān)報道的結(jié)尾都能看到研發(fā)團隊負責(zé)人充滿自豪的承諾，稱他們對新技術(shù)的商業(yè)化很有信心，然而實際情況是，95%的電池技術(shù)實驗室突破都無法實際轉(zhuǎn)化成商業(yè)產(chǎn)品。這意味著那些新聞里極具前途的新產(chǎn)品絕大多數(shù)從未真正誕生過。即使是一枚紐扣電池，它在實驗室中的表現(xiàn)，和量產(chǎn)電池的表現(xiàn)都有很大，很大的不同。
事實上在過去的20年里，幾乎沒有任何一家和電池有關(guān)的新公司成功過。這導(dǎo)向了一個殘酷的事實，那就是即使你手握最頂尖的技術(shù)和發(fā)展規(guī)劃，也雇用不到幾個真正擁有電池實用化和商業(yè)化經(jīng)驗的資深工程師。
繼續(xù)等待吧
其實電池性能也并非完全沒有進步，據(jù)計算每年也有大概5%的提升幅度。然而我們都知道這并非真正的突破，只是對現(xiàn)有技術(shù)的不斷完善而已。電池的難題一定是能攻克的，但我們一定要有心理準備，它脫胎換骨的過程一定會比其他領(lǐng)域都要艱難得多。
好在經(jīng)過長時間的適應(yīng)，我們已經(jīng)非常習(xí)慣現(xiàn)有的電池技術(shù)了。智能手機即使是一天一充，大家也不會感到有多么的不方便。誰都說不清變革什么時候才會來，而在那之前我們也只能繼續(xù)等待了。