我們盼著“充電五分鐘，續(xù)航兩星期”的電池已經(jīng)不了解有多少年了，然而這樣的技術(shù)突破卻遲遲沒能到來。我們在這個(gè)時(shí)代已經(jīng)見證了太多進(jìn)步，可是唯獨(dú)電池技術(shù)卻是一個(gè)例外。這一切，究竟是為何呢?

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(shí)命名為“共價(jià)有機(jī)框架”的新材料，據(jù)說假如能夠應(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(shí)間。這種有機(jī)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(gè)“共價(jià)有機(jī)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(dá)15倍的提升。科學(xué)家們?nèi)缃袢栽趯で髮⑦@個(gè)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?yàn)槿魏蔚募夹g(shù)探索和積累都是極具價(jià)值的。然而，當(dāng)看到這些“電池技術(shù)取得突破”的新聞時(shí)，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(bào)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(cuò)，西北大學(xué)的研究者們并不是今年唯一一個(gè)宣布在電池技術(shù)上取得突破的團(tuán)隊(duì)。早在今年一月，國內(nèi)的科學(xué)團(tuán)隊(duì)就在石墨烯方面取得了進(jìn)步，研發(fā)出只用七秒鐘充電就能續(xù)航35公里的電動汽車電池。幾乎同一時(shí)段，美國能源部替代能源高級研究計(jì)劃的負(fù)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)電池做到讓電動汽車?yán)锍田j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(jī)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(shí)間上的進(jìn)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。

為何已經(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(gè)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(jìn)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(shí)并非如此。“在研發(fā)更好的電池時(shí)遇到的最大的困難，在于我們對這個(gè)技術(shù)本身的理解仍然少得可憐。改變電池的其中一個(gè)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(shí)間已經(jīng)過去了超過100年，人類依舊沒建立起一個(gè)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(jī)制。正如麻省理工的科學(xué)家所說，因?yàn)槲覀兯跎伲@些新的電池假如要進(jìn)行完整的測試，那都要花費(fèi)很多年的時(shí)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(gè)“突破”出現(xiàn)。多少年過去了，難道時(shí)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(shí)際的困難?確實(shí)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?yàn)樗鶢可娴降漠a(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(jī)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(fèi)者們心甘情愿多掏錢的程度。

關(guān)于那些有技術(shù)突破的新創(chuàng)公司和科研團(tuán)隊(duì)來說，電池市場實(shí)在是太艱險(xiǎn)。你首先要花多年的時(shí)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(shí)際性能和危險(xiǎn)性。接著，你要資本來擴(kuò)大生產(chǎn)，然后還要想辦法將產(chǎn)品投入到一個(gè)對成本十分敏感的市場中。無論如何都很難達(dá)到讓人滿意的風(fēng)險(xiǎn)投資回報(bào)率，事實(shí)上也確實(shí)沒有過完全達(dá)到預(yù)期的實(shí)際案例。

另外就是最后一點(diǎn)：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(bào)道的結(jié)尾都能看到研發(fā)團(tuán)隊(duì)負(fù)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(shí)際情況是，95%的電池技術(shù)實(shí)驗(yàn)室突破都無法實(shí)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(shí)驗(yàn)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(shí)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(gè)殘酷的事實(shí)，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(gè)真正擁有電池實(shí)用化和商業(yè)化相關(guān)經(jīng)驗(yàn)的資深工程師。

繼續(xù)等待吧

在經(jīng)過長時(shí)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(jī)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(shí)候才會來，而在那之前我們也只能繼續(xù)等待了。