现在的电池新技术，还能再打破吗？

假如咱们在搜索引擎中输入“电池”和“打破”两个词，会呈现一页又一页的链接，包括世界各地的试验室研制效果、电池制作商的新发展或企业间或许出资高达数亿美元的大型合作项目。这些文章一般从标题开端就震慑力十足，无一不闪耀着崇高至上的科学光辉。

可是，依据科学家、工程师、创业公司开创人和业界分析师的说法，在电池技能方面运用“打破”一词充其量是一种夸张现实的过度营销。他们总是在说，最新的研讨发现或创业公司推出的产品将在不久的将来“开花结果，带来严重革新”——都是无稽之谈算了。

“你都不需求对这个职业有多了解，只需触摸一段时刻，很快就能听到‘骗子电池供货商’这样的话。”电池创业公司Conamix的首席执行官兼联合开创人夏洛特·汉密尔顿（Charlotte Hamilton）说。该公司成立于2014年，正在研制的技能得到了危险本钱家和美国情报界的研讨机构IARPA的赞助。

试验室里的打破No.1：斯坦福大学的科学家们想出了中和死锂块的办法，使它们康复生机，与电极从头衔接，为电池添加30%的寿数。

电池高需求的职业现状

电池在人们日常日子中变得越来越不可或缺。它们的容量决议了人们给智能手表或手机等设备充电的频率，也是电动轿车车主能否缓解“续航焦虑”的中心。一同，电力存储关于可再生能源的需求添加也至关重要。

所有这些要素都提高了关于电池的量产和功能要求，使该职业成为出资者最热心的范畴之一。依据本钱市场数据公司PitchBook的计算，上一年危险本钱家向助力电气化转型的草创企业投入了近180亿美元，包括电池研制和锂矿挖掘。

考虑到电池范畴正面对亟待开展的关口，这些关于新电池打破的夸张其词，往往可以归结为科技职业的哗众取宠。

举个典型的比方：早在电气化运动来袭之前，锂硫电池就被认为是电池职业可持续、高功能的下一个挑选，但从未挨近商业化。可是它的研制者却声称：续航才能到达2000英里（3219公里）的电动轿车指日可下。

哈佛大学的李鑫教授说：“人们喜爱看到‘打破’，但当咱们写论文时，咱们都会尽量防止运用这类词汇。在我看来，曩昔5年有太多的‘电池打破’，但并没有多少能在商业产品中完成。”他的团队最近在科学杂志《天然》上宣布了关于一种新式高容量固态电池的论文。

任意炒作当然要支付实质性的价值。出资者难以从目不暇接的观念中找到值得的挑选，而那些直抒己见的草创企业或许会失去机会。

汉密尔顿说：“这使许多研讨公司很难筹措到资金。假如我诚实地说，‘咱们有世界上最好的锂硫电池，但它现在还不足以用于电动轿车’，我的建议就不会有多少人重视。”她的公司正在尽力改动一个要害电池部件的资料，以便以更低的本钱装入更多的能量。

试验室里的打破No.2：荷兰特文特大学的科学家用一种叫做铌酸镍的资料制作了一个阳极，比今日的锂离子电池充电快10倍。

锂离子电池的内涵杂乱性

锂离子电池在1991年初次商业化，间隔现在现已曩昔了30年。在这绵长的时期内，真实的打破式开展少之又少。

“当咱们在2003年兴办特斯拉时，电池现已满意好了。咱们注意到它们在以一个缓慢但较平稳的速度开展，这样的开展曲线现已持续了很长时刻。”特斯拉联合开创人马克·塔彭宁（Marc Tarpenning）说，“可是现已曩昔19年了，咱们依然没有在电池容量上到达质的腾跃，每年添加快度也便是7%-8%。”

电池的开展倾向于耳濡目染，而不是革命性的腾跃。总的来说，这归因于高容量电池的内涵杂乱性。在分子水平上，一般的锂离子电池内部发生的是一连串杂乱的化学反应，这才是真实困难的部分——当电池充电时是正向的，当它放电时是反向的，而且有必要无数次地重复这个进程。

许多理论上可以使现有电池容量添加1-3倍的办法，在几个充电周期后都没有被证实是有用的。比方上文说到的锂硫电池，从纸面上看，它的容量可以到达现在电池的近10倍，可是假如真的用制作当时电池的办法来制作它，它却会在1-2个充电周期后简直彻底损坏。

今日出产的大多数电池都用于电动轿车，而不是消费类电子产品。特斯拉出产的最小的电池组所包括的能量等于1666部iPhone手机的电池组；一辆电动悍马则与7000部iPhone手机的电池组能量适当。因而，电动轿车毫无疑问是现在电池制作的最主要驱动力。

作为最大需求主体，轿车制作商的要求也成为了电池制作有必要满意的规范。可是，这些要求往往不会反映在研讨人员和草创企业关于其电池功能的陈述中。

汉密尔顿说，虽然在试验室里制作一个在某项目标上体现杰出的电池很简单，但在陈述研讨结果的时分，许多人就会开端“耍心眼”了。他们会在陈述中淡化这样一个现实：实践运用的电池有必要在至少几个功能上体现杰出：可为加快供给动力；有较高的能量分量比，以完成长间隔行进；可持续数千次充放电循环；可在广泛的温度范围内运转以及在损坏时起火的或许性满意低。

此外，电池的本钱不能太高，因为电池是电动轿车本钱的很大一部分。

试验室里的打破No.3：美国的一个科学家团队运用来自木材的纤维素纳米纤维，该资料的导电性比其他聚合物离子导体高10倍至100倍。

遥遥无期的商业化路途

即便一个非常有出路的新电池技能可以经过可行的办法来完成，另一个应战也相同巨大：大规模出产。

塔彭宁说，咱们现已在现有的锂离子电池技能上投入了很多的资金和研制，这些堆集的巨大出资是任何可以与之竞赛的新技能都无法比较的。因而，除非这个新技能能在现有设备内以简直相同的方法进行出产，否则会很难大范围投产。

轿车制作咨询公司Munro & Associates的总裁科里·斯托本（Cory Steuben）说，依照轿车制作商的要求将新的电池技能商业化，或许需求数十亿美元的出资，这些出资有必要以这些电池的初始本钱较高的方式回收。

当然，这并不是说，有出路的新电池技能永久不会被商业化。

还有许多公司没有拿着喇叭处处宣传“打破发展”，仅仅在默默地持续着改善现有电池技能的艰苦作业。Coreshell便是这样一家草创公司，他们更多的是在做功能上的细小改善。它刚刚获得了1200万美元的A轮融资，塔彭宁也是公司参谋之一。

Coreshell公司首席执行官兼联合开创人乔纳森·谭（Jonathan Tan）说，Coreshell正试图将一种用于锂离子电池要害部分的薄涂层商业化，该涂层能使电池在更高温度下安全运转，并减缓其降解。

轿车电池的一个大问题是对很多独立电池组进行冷却。这对功能和安全都很要害，而且在这些电池组的体积和分量在车中占了很大比重。

在报答和危险的另一端，研讨人员正在尽力研讨制作电池的新办法，并了解其不同组件怎么相互作用。因为电池技能依赖于很多物质之间杂乱的、多过程的化学反应，大多数人对它们的作业原理依旧不能彻底了解。

试验室里的打破No.4：麻省理工学院的科学家们研讨的由钠钾合金制成的“半固体”电极，电流密度比其他固态电池高大约20倍。

在哈佛大学，李教授的团队现已研讨出一种新办法，使固态电池的寿数更长。从理论上讲，这可以使现在电池中的元素组合发生一种容量大得多的产品，而且从长远来看，它可以与其他新式化学资料（如锂硫）一同运用，使轿车和零部件制作商出产出某种新的革命性的高功能电池。

但商业化依旧是个大问题。李教授说，这项技能的商业化还需求数年时刻，与此一同他们还面对着许多应战，更不用说从研讨结果到规模化出产之间的绵长路途上，往往还会呈现一些不期而至的不知道妨碍。

塔彭宁说，即便呈现了真实的“打破性”技能，而且终究可以进入市场，看不到止境的开发周期或许使其价值缩水——终究仅仅作为现有电池组容量的下一个增量。究竟现有的电池技能也在一刻不停歇地开展中。

“或许再过一些年，当咱们总算看到了翘首以盼的新技能投产，会感叹：‘哦，本来只不过是另一个7%-8%的改善’。”