技術(shù)發(fā)展到今天，我們對更好的電池的需求也越來越大。因為雖然設(shè)備的計算能力和設(shè)備的使用領(lǐng)域都在不斷擴大，但是電池的供電能力卻幾乎沒發(fā)生值得關(guān)注的變化。近段時間以來，新聞媒體都在樂此不疲地報告各種新型的電池技術(shù)突破，但是這些新技術(shù)中的大部分都很難實現(xiàn)商業(yè)化；就像人們不斷重復(fù)地那樣：在實驗室中是一回事，找到批量化生產(chǎn)的具有成本的效益的生產(chǎn)方法又是另一回事。
但是電池的發(fā)展競賽還在繼續(xù)：電動汽車制造商正在尋找更便宜、更輕、更強大而且更持久的電池。電子設(shè)備制造商也在尋找更可靠、使用壽命更長而且充電更快的電池。而可穿戴和醫(yī)療植入式設(shè)備的廠商則更傾向于更小巧、更長續(xù)航的電池技術(shù)。而可再生能源企業(yè)也在尋找能夠穩(wěn)定充放電成千上萬次的電池技術(shù)。
在我們時常聽到的新電池技術(shù)中間，我們選出了三個最具有實用前景的電池技術(shù)。我們對這些技術(shù)離實際應(yīng)用的時間和未來可能產(chǎn)生的影響進行了分析。
固態(tài)電池
讓我們先從一個能夠避免鋰離子電池的危險性的新興技術(shù)開始說起吧。這項技術(shù)被稱為固態(tài)電池技術(shù)，它有許多種形式，為了理解為什么這種電池為什么更加安全，我們可以先來看看為什么鋰電池會有自燃的風(fēng)險。
大部分傳統(tǒng)的鋰電池都有兩個電極（陽極和陰極），陰極和陽極之間是用來傳導(dǎo)鋰離子的液體電解質(zhì)。而鋰電池的主要問題就是這種電解質(zhì)是非常易燃的，如果鋰電池破損或者受到了重擊，電池就可能起火，就可能出現(xiàn)下面的情況：
而固態(tài)電池中并沒有液體電解質(zhì)，它們使用的是一層其它材料來在兩個電極之間傳導(dǎo)離子和產(chǎn)生能量。
安全性只是固態(tài)電池技術(shù)的一個方面而已。因為固態(tài)電池中沒有了液態(tài)電解質(zhì)，所以他們不需要額外的防護層，所以它們可以做到更輕更小。這對于汽車制造商來說是個十足的好消息。美國能源部高級先進能源研究計劃局（ARPA-E）有多個固態(tài)電池開發(fā)項目，有的是開發(fā)固態(tài)的鋰離子電池，有的則是開發(fā)其他材料的固態(tài)電池。
在固態(tài)電池研究領(lǐng)域的領(lǐng)頭羊是Sakti3公司，該公司的CEO是Ann Marie Sastry?！堵槭±砉W(xué)院技術(shù)評論》的Kevin Bullis在一篇文章中對Sakti3和Sastry所做的工作進行了描述，該公司目前關(guān)注的重點是如何實現(xiàn)固態(tài)鋰電池的規(guī)?；a(chǎn)。文章寫道：
“她也在開發(fā)有助于大規(guī)模生產(chǎn)的制造技術(shù)?！绻愕目傮w目標(biāo)是改變?nèi)藗兊鸟{駛方式，你的標(biāo)準就不能僅僅是最好的能量密度和更多的循環(huán)充電次數(shù)?！f，‘最主要的目標(biāo)是在提供必要性能基礎(chǔ)上的耐受能力’。”
Sakti3的工作聽起來很令人興奮，但這家公司一直都對其技術(shù)秘而不宣，所以目前對該電池中使用的電解質(zhì)材料類型我們還不得而知，而當(dāng)然這些材料的類型將會在大規(guī)模的生產(chǎn)制造中對成本產(chǎn)生巨大的影響。但我們知道Sakti3已經(jīng)得到了包括通用公司在內(nèi)的風(fēng)險投資，并且該公司早在去年就宣稱已經(jīng)實現(xiàn)了現(xiàn)在鋰離子電池兩倍的能量密度。另一家固態(tài)電池公司QuantumScape則相對而言安靜得多，但有傳言說該公司也在進行類似的技術(shù)研發(fā)工作。
那么，我們還要多久才能真正使用固態(tài)電池呢？就目前而言，實現(xiàn)固態(tài)電池的大規(guī)模商業(yè)化還為時尚早。電池技術(shù)的挑戰(zhàn)不只是電池中所應(yīng)用的電化學(xué)原理，真正需要突破的地方是實現(xiàn)工廠的大規(guī)模生產(chǎn)，并且還要實現(xiàn)比傳統(tǒng)電池更劃算的價格。
Steve LeVine在其新書The Powerhouse中對電池創(chuàng)新的商業(yè)化過程進行了深度挖掘。他用了數(shù)年時間對Envia公司進行跟蹤調(diào)查，這家公司是一家電池領(lǐng)域的創(chuàng)業(yè)公司，并最終成為了通用的陰極供應(yīng)商。然而最后交貨時，通用經(jīng)過檢驗發(fā)現(xiàn)。Envia 交付的電池達不到自己所宣稱的標(biāo)準。最終通用結(jié)束了 Envia 的合同。
正如LeVine所解釋的那樣，目前電池技術(shù)中最令人振奮的并不是電池，而是制造工藝。“讓我振奮的是看到能夠突破制造成本限制的新電池技術(shù)出現(xiàn)。”他說，并指出美國能源部現(xiàn)在也在專注于生產(chǎn)工藝的創(chuàng)新而不僅僅是電化學(xué)原理的革新，“我認為那才是值得期待的地方。”
甚至伊隆·馬斯克也在試圖解決這一問題。他的正在建設(shè)之中的Gigafactory試圖將整個電池制造流程納入到同一個工廠之中，這是一個巨大的賭注，不過看起來特斯拉相信自己能夠擊敗競爭對手。請記住，這是為了并沒有那么突破性的電池技術(shù)。但這是關(guān)于規(guī)模經(jīng)濟的游戲——甚至馬斯克也承受著工廠還沒建好可能技術(shù)就已經(jīng)過時了的批評。