更好的電池提供兩個大獎項：首先是負(fù)擔(dān)得起的電動汽車，它是我們未來“移動社會”的支柱；其次是更靈活、分散的電力網(wǎng)，因為先進的固定式電池將以更低的價格保持我們家庭和工廠的電力供應(yīng)。

　　結(jié)束“里程”焦慮

　　最初提議的電動和混合動力汽車是適度的，每次充電驅(qū)動里程在40-100英里(高價的特斯拉公司的電動汽車額定265英里除外)，而且只在理想的條件下。然而，不久之后的第二代就能達到200英里。韓國大公司樂金化學(xué)(LGChem)給雪佛萊Volt和福特Focus供應(yīng)電池組，據(jù)報道其更新的鋰離子設(shè)計將于2016年使這些汽車的驅(qū)動里程達到200英里。特斯拉電動汽車公司主席和主要股東伊隆·馬斯克(ElonMusk)說，今年8月他的公司就在致力于新電池，要把公司汽車的驅(qū)動里程提升到500英里。

　　與此同時，電池的成本在下降。研究公司法維翰(Navigant)指出，五年前筆記本電腦電池的價格約為每千瓦-時1000美元，現(xiàn)今“價格接近每千瓦-時250美元”。2012年7月麥肯錫咨詢公司(McKinsey·Company)報道說，到2025年汽車用先進鋰離子電池的價格將會從2011年的每千瓦-時500美元降到每千瓦-時160美元。法維翰公司說，到2020年電池的交易額將從今天的120億美元上升到750億美元。

　　不久的將來，電池汽車將在成本上與汽油動力汽車競爭。馬斯克曾說，電池動力的“圣杯”是每公里-時100美元，他預(yù)料在“五到七年”內(nèi)實現(xiàn)。特斯拉公司正在與日本松下公司共同努力在內(nèi)華達州斯伯克斯建造50億美元的“電池工廠”，制造先進電池，規(guī)模上有利可圖。預(yù)計每年生產(chǎn)50萬臺電池組，使全世界鋰離子電池產(chǎn)量翻番。

　　強大的比亞迪秦

　　電池有三個基本部件：兩個電極，陽極(帶負(fù)電荷)和陰極(帶正電荷)，以及中間的電解液(或俗稱電池液)。發(fā)生的是化學(xué)反應(yīng)，閉合電池回路(也就是接通燈開關(guān))，電子從陽極流出，通過電解液流入陰極，流過燈泡做功。離子流的方向相反。最終結(jié)果是中性狀態(tài)，電池或者被廢棄，或者再充電。

　　現(xiàn)在大多數(shù)汽車電池可再充電，而且用某種形態(tài)的鋰作為一個電極，鈷或碳作為另一個電極，氧化鋁作為電解液。但研究人員渴望下一件“大事”是探索在電池技術(shù)上取得“從爬行到?jīng)_刺”的進展。某些重大進步展示出成功的希望，能源密度約為鋰離子的三到五倍，按照理論上鉑金標(biāo)準(zhǔn)，作為汽車的燃料甚至超過汽油。

　　最大膽的概念是鋰-空氣，擺脫傳統(tǒng)金屬作為陰極，用碳取而代之，徹底改造電池，抽取空氣中的氧原子代替電解液中的氧化物。麻省理工學(xué)院(MIT)的一個團隊提出納米絲構(gòu)成的陰極。這是一種非常微小、用單個原子建成的結(jié)構(gòu)，實際上是由基因變異病毒制造的。這是個非常棘手的材料，實驗室設(shè)計證實比典型的鋰離子電池容量高二倍，而且再充電更快。

　　隨著電池化學(xué)的進展，類似這樣的新材料將成為關(guān)鍵。石墨烯即超薄(只有原子寬度那么厚)的單層碳，最初由兩個俄羅斯科學(xué)家2003年在曼徹斯特大學(xué)制造(而且為此獲得2010年度諾貝爾物理學(xué)獎)并開發(fā)為電極物質(zhì)。它的堅強、柔韌和傳導(dǎo)性令人驚訝，也能大規(guī)模便宜地制造，網(wǎng)上訂貨，每克5美元。在電池內(nèi)，它能急劇減少充電時間，增大儲能容量。出自西北大學(xué)和阿貢國家實驗室、總部在美國密歇根州的XG科學(xué)和SciNode系統(tǒng)二者都在致力研究石墨烯電池。據(jù)SciNode說，它的陽極能提供比常規(guī)碳高三倍或更大的儲存容量。據(jù)中國新華社報道，特拉斯公司也可能有個石墨烯項目。

　　石墨烯是碳原子制成的原子比例的蜂窩晶格

　　另一有希望的變種是鋰-硫設(shè)計，用便宜的硫替代高價鈷，而且提供極高的能源密度。伯克萊國家實驗室的科學(xué)家曾提出一種設(shè)計，使鋰離子電池的能源密度加倍，潛在的成本低到每千瓦-時100美元。還需要做更多的研究，但這種方法非常誘人，據(jù)說能挫敗汽油。