为何电池技术一直没有突破？

如果你想要一款加速度体验良好的车，特斯拉ModelS绝对能满足你。当然，像这样的电动车不仅能够带来良好的驾驶体验，相比较于传统汽油车，它也不会对环境造成污染。但是，从电动车诞生至今，它都只是占了很小一部分市场份额。主要的原因是电动车的电池昂贵而且需要经常充电。可是，为什么电池性能一直以来都不见起色？

电池技术无法商业化

在过去的数年中，有无数的电池技术研究取得突破性的进展，但是这些当中，鲜少能够被商业所使用，兑现低成本和多容量的承诺。比如成立于2001年的锂离子电池初创公司A123Systems，曾宣称，能将锂离子电池的磷酸锂铁正极材料制造成均匀的纳米级超小颗粒，因颗粒和总表面面积剧增而大幅提电池的放电功率，而且，整体稳定度和循环寿命皆未受影响。但最终于2012年以失败告终。原因是，不能够量产它所描述的那些锂电池，也不能安全有效地转换电量。

2012年，位于美国加州的电池公司EnviaSystems在华盛顿重大的会议上宣称，研发出能量密集型电池，单位重量的锂电池储存能量是目前电池的两倍，而且成本降低一半。通用汽车一听说能研发如此高能电池的Envia，马上向其投资了700万美元，希望在电动车业务上进行合作。到了2013年，Envia都没有兑现它所宣称的“惊人效果”，导致失去资助资金以及通用汽车公司的合作伙伴关系。另外，这家公司也受到美国高级能源研究计划署ARPA-E的重视。只能说，Envia令人印象深刻的电池让人兴奋也让人落空。

大公司的小进步

事实上，在电池行业中，由于电池技术的高门槛，初创公司难以单独存活。因此，电池行业一般都是由大公司主导。A123Systems前高管AndyChu说：

能量存储是一个“大头”玩的游戏，因为在研发电池中稍有不慎将会铸成错误。虽然我希望电池初创公司最终会取得成功，但通过这几年的历史，（大家都可以看见，这些公司的）下场都不太好。

在过去的十年里，我们见证了电池行业“突破性”的进展，但是这些都是来自大公司的一些稳定小进步。

•Envia的电池是一种新型的锂离子电池，发明于70年代末80年代初，商业运用于90年代。它们变成一种便携式电池，被人们用于电动车上。

•早在90年代，通用汽车在其电动车EV-1上使用廉价的铅酸蓄电池，不仅车辆行驶的里程数较少，车上的铅酸蓄电池也十分笨重。

•到了2008年，特斯拉引进锂离子电池的电动车，虽然里程数比EV-1多了，但是价格昂贵。于是，有汽车制造商如日产汽车和通用汽车为了降低价格，打造出里程数少的电动车，其实主要减少电动车的锂离子电池。

电池技术知之甚少

如果改变了电池中的某一部分比如引进一个新电极，所带来的的问题是难以预见的。有些问题甚至需要几年时间才能检测到。当年，为了达到投资者和ARPA-E的期望，Envia不是融合了一种电极材料而是两种实验性的电极材料进行研发。（其实，Envia还是蛮拼的，只不过，事情的结果就这样罢了）在2006年，Envia授权阿贡国家实验室ANL的研究人员研发一种很有前景的电池材料，但是，一个严重的问题出现了：随着时间的推移，电池的电压改变后，它就无法使用了。尽管ANL的研究人员深入研究这个问题，但原因仍无法无法得知。除了这个，Envia还面临一个挑战：基于硅的电池电极问题。研究人员看似解决了这个问题：提出一套无法在实际中操作的解决方案。这让Envia的研究人员们感到十分奔溃。

但是随着时间的推移，以上这些大大小小的问题都差不多解决的时候，Envia发现，电池中复合材料的微小变化都会改变整个电池的性能。当然，Envia认为最终不能实现惊人效果的结果，是因为他们的电池材料供应商中有某些污染材料。当然，这个污染来自哪里是什么，似乎也没有人知道。

电池的进展不一定来自技术

其实，Envia的故事很鲜明告诉大家，电池的进展包括性能与成本，不是来自突破性技术，而是来自像特斯拉与其电池供应商松下的密切合作关系。自从08年以来，特斯拉的电池成本降低一半，电容量增加60%。特斯拉并没有刻意去改变电池的化学或者材料，而是提高制造效率和改进生产。还与松下一起根据汽车的需求进行适当的电池优化。

虽然很难想象特斯拉在锂离子电池上进行微调整获得持续性的发展，因为锂离子电池的进步空间并不十分“宽敞”。或许到最终需要像Envia这样彻底整改，才能获取电池的跨越性进步。不过，至少Envia告诉我们，提高电池性能必须要密切结合制造业和工程技术，要生产实际使用的产品。

虽然以上内容看似在回顾Envia的历史，但是这也是电池发展的一个缩影。近二十多年来，科技飞速发展。计算机从电子管元件时代演变成今天的超大规模集成电路，往日笨拙巨大的计算机如今小到能装进我们的口袋中。而电池，更像一个后进生，迟迟不能跟上发展的步伐。或许也正是以上这些原因造成现在的局面。