二、無法商業(yè)化為何電池技術(shù)就是沒有突破？
如果你想要一款加速度體驗良好的車，特斯拉ModelS絕對能滿足你。當(dāng)然，像這樣的電動車不僅能夠帶來良好的駕駛體驗，相比較于傳統(tǒng)汽油車，它也不會對環(huán)境造成污染。但是，從電動車誕生至今，它都只是占了很小一部分市場份額。主要的原因是電動車的電池昂貴而且需要經(jīng)常充電。可是，為什么電池性能一直以來都不見起色？
在過去的數(shù)年中，有無數(shù)的電池技術(shù)研究取得突破性的進(jìn)展，但是這些當(dāng)中，鮮少能夠被商業(yè)所使用，兌現(xiàn)低成本和多容量的承諾。比如成立于2001年的鋰離子電池初創(chuàng)公司A123Systems，曾宣稱，能將鋰離子電池的磷酸鋰鐵正極材料制造成均勻的納米級超小顆粒，因顆粒和總表面面積劇增而大幅提升電池的放電功率，而且，整體穩(wěn)定度和循環(huán)壽命皆未受影響。但最終于2012年以失敗告終。原因是，不能夠量產(chǎn)它所描述的那些鋰電池，也不能安全有效地轉(zhuǎn)換電量。
2012年，位于美國加州的電池公司EnviaSystems在華盛頓重大的會議上宣稱，研發(fā)出能量密集型電池，單位重量的鋰電池儲存能量是目前電池的兩倍，而且成本降低一半。通用汽車一聽說能研發(fā)如此高能的電池，馬上向其投資了700萬美元，希望在電動車業(yè)務(wù)上進(jìn)行合作。到了2013年，Envia都沒有兌現(xiàn)它所宣稱的“驚人效果”，導(dǎo)致失去資助資金以及通用汽車公司的合作伙伴關(guān)系。另外，這家公司也受到美國高級能源研究計劃署ARPA-E的重視。只能說，Envia令人印象深刻的電池讓人興奮也讓人落空。
事實上，在電池行業(yè)中，由于電池技術(shù)的高門檻，初創(chuàng)公司難以單獨(dú)存活。因此，電池行業(yè)一般都是由大公司主導(dǎo)。A123Systems前高管AndyChu說：“能量存儲是一個‘大頭’玩的游戲，因為在研發(fā)電池中稍有不慎將會鑄成錯誤。雖然我希望電池初創(chuàng)公司最終會取得成功，但通過這幾年的歷史，(大家都可以看見，這些公司的)下場都不太好。”
在過去的十年里，我們見證了電池行業(yè)“突破性”的進(jìn)展，但是這些都是來自大公司的一些穩(wěn)定小進(jìn)步。
Envia的電池是一種新型的鋰離子電池，發(fā)明于70年代末80年代初，商業(yè)運(yùn)用于90年代。它們變成一種便攜式電池，被人們用于電動車上。
早在90年代，通用汽車在其電動車EV-1上使用廉價的鉛酸蓄電池，不僅車輛行駛的里程數(shù)較少，車上的鉛酸蓄電池也十分笨重。
到了2008年，特斯拉引進(jìn)鋰離子電池的電動車，雖然里程數(shù)比EV-1多了，但是價格昂貴。于是，有汽車制造商如日產(chǎn)汽車和通用汽車為了降低價格，打造出里程數(shù)少的電動車，其實主要減少電動車的鋰離子電池。
如果改變了電池中的某一部分比如引進(jìn)一個新電極，其所帶來的的問題是難以預(yù)見的，有些問題甚至需要幾年時間才能檢測到。當(dāng)年，為了達(dá)到投資者和ARPA-E的期望，Envia融合了兩種實驗性的電極材料進(jìn)行研發(fā)。(其實，Envia還是蠻拼的，只不過，事情的結(jié)果就這樣罷了)在2006年，Envia授權(quán)阿貢國家實驗室ANL的研究人員研發(fā)一種很有前景的電池材料，但是，一個嚴(yán)重的問題出現(xiàn)了：隨著時間的推移，電池的電壓改變后，它就無法使用了。盡管ANL的研究人員深入研究這個問題，但原因仍無法無法得知。除了這個，Envia還面臨一個挑戰(zhàn)：基于硅的電池電極問題。研究人員看似解決了這個問題：提出一套無法在實際中操作的解決方案。這讓Envia的研究人員們感到十分崩潰。
但是隨著時間的推移，以上這些大大小小的問題都差不多解決的時候，Envia發(fā)現(xiàn)，電池中復(fù)合材料的微小變化都會改變整個電池的性能。當(dāng)然，Envia認(rèn)為最終不能實現(xiàn)驚人效果的結(jié)果，是因為他們的電池材料供應(yīng)商中有某些污染材料。當(dāng)然，這個污染來自哪里是什么，似乎也沒有人知道。
其實，Envia的故事很鮮明告訴大家，電池的進(jìn)展包括性能與成本，不是來自突破性技術(shù)，而是來自像特斯拉與其電池供應(yīng)商松下的密切合作關(guān)系。自從2008年以來，特斯拉的電池成本降低一半，電容量增加60%。特斯拉并沒有刻意去改變電池的化學(xué)或者材料，而是提高制造效率和改進(jìn)生產(chǎn)，還有與松下一起根據(jù)汽車的需求進(jìn)行適當(dāng)?shù)碾姵貎?yōu)化。
雖然很難想象特斯拉在鋰離子電池上進(jìn)行微調(diào)整獲得持續(xù)性的發(fā)展，因為鋰離子電池的進(jìn)步空間并不十分“寬敞”。或許到最終需要像Envia這樣徹底整改，才能獲取電池的跨越性進(jìn)步。不過，至少Envia告訴我們，提高電池性能必須要密切結(jié)合制造業(yè)和工程技術(shù)，要生產(chǎn)實際使用的產(chǎn)品。
雖然以上內(nèi)容看似在回顧Envia的歷史，但這也是電池發(fā)展的一個縮影。近二十多年來，科技飛速發(fā)展。計算機(jī)從電子管元件時代演變成今天的超大規(guī)模集成電路，往日笨拙巨大的計算機(jī)如今小到能裝進(jìn)我們的口袋中。而電池，更像一個后進(jìn)生，遲遲不能跟上發(fā)展的步伐。或許也正是以上這些原因造成現(xiàn)在的局面。
