我們盼著(zhù)“充電五分鐘，續航兩星期”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(méi)能到來(lái)。我們在這個(gè)時(shí)代已經(jīng)見(jiàn)證了太多進(jìn)步，可是唯獨電池技術(shù)卻是一個(gè)例外。這一切，究竟是為什么呢?
新突破又來(lái)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)現了一種被暫時(shí)命名為“共價(jià)有機框架”的新材料，據說(shuō)如果能夠應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(dòng)汽車(chē)的充電速度和續航時(shí)間。這種有機晶體材料有許多氣孔，據說(shuō)非常適合儲存能量。填充導電聚合物之后，它的電容性能得到了改善。
那么這個(gè)“共價(jià)有機框架”有多厲害呢?研究者稱(chēng)它能夠穩定經(jīng)受上萬(wàn)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?？茖W(xué)家們如今仍在尋求將這個(gè)技術(shù)商業(yè)化的可能性，不過(guò)他們對它得到應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(jià)值的。然而，當看到這些“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(guò)的報道，可能就會(huì )意識到原來(lái)科學(xué)家已經(jīng)有了那么多各種各樣的研究成果。沒(méi)錯，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)上取得突破的團隊。早在今年一月，國內的科學(xué)團隊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航35公里的電動(dòng)車(chē)電池。幾乎同一時(shí)段，美國能源部替代能源高級研究計劃的負責人也在采訪(fǎng)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(dòng)車(chē)里程飆升到800公里，創(chuàng )始人詹姆斯·戴森稱(chēng)他們獲得的成就“目前的電池技術(shù)根本無(wú)法做到”。
這幾年來(lái)，類(lèi)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?？上У氖?，即便如此不管是智能手機還是筆記本電腦，或是電動(dòng)汽車(chē)，它們無(wú)論是續航或充電時(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(lèi)原來(lái)是那樣無(wú)知
“盡管上一個(gè)十年里已經(jīng)出現了數不清的技術(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(lái)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如今的窘境。
電池這種東西如此常見(jiàn)，我們一定自以為人類(lèi)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(shuō)換用一種新的電極--將導致大量無(wú)法預期的問(wèn)題出現，而且其中一些不經(jīng)過(guò)多年的測試還無(wú)法被發(fā)現。”科學(xué)家寫(xiě)道。
即使時(shí)間已經(jīng)過(guò)去了超過(guò)100年，人類(lèi)依舊沒(méi)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(méi)有完全了解電池內的那些化學(xué)機制。正如麻省理工的科學(xué)家所說(shuō)，因為我們所知甚少，這些新的電池如果要進(jìn)行完整的測試，那都需要花費很多年的時(shí)間。
臣妾真的做不到
那么你可能會(huì )問(wèn)了，電池技術(shù)那么多年來(lái)一直都有無(wú)數人在研究，而且每年也都有無(wú)數個(gè)“突破”出現。多少年過(guò)去了，難道時(shí)間還不夠用?電子設備如今已經(jīng)那么普及了，照理說(shuō)需求簡(jiǎn)直高到爆棚才對，有沒(méi)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(wèn)題。電池市場(chǎng)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(shuō)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(méi)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(lái)的提升也未必大到能讓消費者們心甘情愿多掏錢(qián)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(lái)說(shuō)，電池市場(chǎng)實(shí)在是太艱險。你首先要花多年的時(shí)間來(lái)打造一款能夠量產(chǎn)的新電池，然后再花幾年來(lái)評估它的實(shí)際性能和危險性。接著(zhù)，你需要資本來(lái)擴大生產(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(chǎng)中。無(wú)論如何都很難達到讓人滿(mǎn)意的風(fēng)險投資回報率，事實(shí)上也確實(shí)沒(méi)有過(guò)完全達到預期的實(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)報道的結尾都能看到研發(fā)團隊負責人充滿(mǎn)自豪的承諾，稱(chēng)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)驗室突破都無(wú)法實(shí)際轉化成商業(yè)產(chǎn)品。這意味著(zhù)那些新聞里極具前途的新產(chǎn)品絕大多數從未真正誕生過(guò)。即使是一枚紐扣電池，它在實(shí)驗室中的表現，和量產(chǎn)電池的表現都有很大，很大的不同。
事實(shí)上在過(guò)去的20年里，幾乎沒(méi)有任何一家和電池有關(guān)的新公司成功過(guò)。這導向了一個(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)展規劃，也雇用不到幾個(gè)真正擁有電池實(shí)用化和商業(yè)化經(jīng)驗的資深工程師。
繼續等待吧
其實(shí)電池性能也并非完全沒(méi)有進(jìn)步，據計算每年也有大概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(guò)程一定會(huì )比其他領(lǐng)域都要艱難得多。
好在經(jīng)過(guò)長(cháng)時(shí)間的適應，我們已經(jīng)非常習慣現有的電池技術(shù)了。智能手機即使是一天一充，大家也不會(huì )感到有多么的不方便。誰(shuí)都說(shuō)不清變革什么時(shí)候才會(huì )來(lái)，而在那之前我們也只能繼續等待了。
