時間都去哪兒了：電池技術10年無突破
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suboxone naltrexone and naloxone石墨負極(ji)，硅負極(ji)，金屬(shu)負極(ji)，材料學家在(zai)鋰電池(chi)革新上可謂“無所(suo)不用(yong)其極(ji)”，元素周期表幾乎全數被(bei)塞進(jin)這個神秘曲奇，解(jie)決(jue)一切問題的新型陰極(ji)材料頻繁見諸媒體頭條；能量密(mi)度(du)更高，充電速度(du)更快，單位成本更低，循環(huan)次數更多……論文天(tian)天(tian)發，投資疊(die)疊(die)加，可產品呢？
自認為無需(xu)作答，每個讀者(zhe)手上(shang)都有蘋果，安卓(zhuo)或WP，為什么當(dang)年1200mAh的(de)(de)諾基亞輕松待(dai)機1周(zhou)，現而今3000mAh不(bu)忘(wang)清后臺(tai)，殺(sha)進程(cheng)(cheng)，戰(zhan)戰(zhan)兢(jing)兢(jing)頂多勉(mian)強(qiang)兩天？還(huan)有某表18小時的(de)(de)“all-day battery”（全(quan)天續航）也是(shi)醉了(le)。同(tong)時別忘(wang)記，當(dang)年的(de)(de)諾記N95使用(yong)的(de)(de)德儀OMAP 2420那(nei)是(shi)90nm制程(cheng)(cheng)，當(dang)今的(de)(de)主(zhu)流高(gao)通驍龍怎么也是(shi)28nm了(le)吧(ba)，按照英特爾的(de)(de)“滴答”戰(zhan)略，“煎蛋龍”領先老大哥至少3代(dai)，那(nei)節能效率上(shang)的(de)(de)數據還(huan)要掏計算器么？話(hua)說回來，就(jiu)算現在移動處理器是(shi)高(gao)頻高(gao)核數，屏幕(mu)是(shi)高(gao)分高(gao)密度(du)：
請問，革命(ming)性的量產電池在(zai)哪(na)兒(er)？
研究人員使用X光觀(guan)察試驗(yan)電池的工作狀態
電動汽車，好東西。用老祖宗的話說，靜若處子，動若脫兔。實話說P85D百公里3.2s的性能，含稅預估不到110萬的價格，要說特斯拉不厚道那是真違心。再加上零排放的環保光環加持，旗艦級互聯網大佬們的站臺，為何市場還是無法啵兒起？車云菌從不拐彎抹角，一向簡明扼要：電(dian)(dian)池太(tai)貴，充電(dian)(dian)太(tai)頻！
10年過往，太多的“專利(li)技術”放話要顛覆電池行業，繼(ji)而前赴后繼(ji)的不知所蹤。就算是(shi)當年技術+資金(jin)都不是(shi)事兒的A123，股價(jia)也在3年之(zhi)內從25美金(jin)跌至37美分，無(wu)奈之(zhi)下(xia)作(zuo)價(jia)賣(mai)給了魯冠(guan)球。
接下來是一個意味(wei)深(shen)長的故事。
2012年2月，華(hua)盛頓(dun)(dun)DC，一(yi)場新能(neng)源學術(shu)會議(yi)，蓋(gai)茨和克林(lin)頓(dun)(dun)的(de)(de)大(da)名(ming)吸引了慕(mu)名(ming)而來的(de)(de)大(da)批行研，投資人和企業(ye)家，還有(you)大(da)名(ming)鼎鼎的(de)(de)ARPA-E，美(mei)國高(gao)端能(neng)源項目(mu)研究署(shu)(shu)。署(shu)(shu)長Arun Majumdar在現場友好(hao)而熱烈的(de)(de)氣(qi)氛中宣(xuan)布了其任(ren)上第一(yi)個落(luo)地的(de)(de)大(da)項目(mu)：創業(ye)公(gong)司Envia研發的(de)(de)雙倍能(neng)量密度新電芯。Arun表示(shi)一(yi)次充電可(ke)從華(hua)盛頓(dun)(dun)直接開到紐約的(de)(de)汽車電池(chi)成本可(ke)從3萬美(mei)金降至1.5萬，圍(wei)觀群(qun)眾反(fan)響熱烈，紛紛表示(shi)都將(jiang)購買(mai)棒呆(dai)的(de)(de)電動車。
很(hen)快，Envia獲得通(tong)用汽車(che)（GM）的青睞(lai)，雙方簽署合作計(ji)劃，后者出資支持其(qi)研究，計(ji)劃讓這(zhe)種新電芯在自(zi)家(jia)電動車(che)上大放(fang)異(yi)彩(cai)。記者Steve LeVine在他的著(zhu)作《The Powerhouse》中這(zhe)樣評(ping)價：這(zhe)筆交(jiao)易給Envia帶來數以(yi)億(yi)計(ji)的潛在業(ye)務。但好(hao)景不長，GM的電池專家(jia)發(fa)現自(zi)己無法重現Envia的實驗結果，Envia的革命性電池產品就此Duang掉。
鋰(li)(li)離(li)子(zi)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)，上(shang)世紀(ji)70年(nian)代(dai)末發(fa)明，90年(nian)代(dai)大規(gui)模商業(ye)化。這種(zhong)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)依(yi)靠(kao)鋰(li)(li)離(li)子(zi)在(zai)正負極之間移(yi)動(dong)來產(chan)生電(dian)(dian)(dian)流，輕(qing)便(bian)高效，便(bian)攜式(shi)電(dian)(dian)(dian)子(zi)產(chan)品因此大規(gui)模轉型(xing)；但電(dian)(dian)(dian)動(dong)車上(shang)搭載鋰(li)(li)離(li)子(zi)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)卻是近(jin)幾(ji)年(nian)的(de)(de)事(shi)。同在(zai)90年(nian)代(dai)，GM的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)動(dong)車EV-1使用(yong)的(de)(de)是老掉(diao)牙的(de)(de)鉛酸電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)，600公斤的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)充(chong)滿后卻只提供(gong)80到(dao)150公里的(de)(de)續航。2008年(nian)特斯拉在(zai)自家第一款產(chan)品中(zhong)引入了鋰(li)(li)離(li)子(zi)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)，提供(gong)400公里的(de)(de)續航能力（幾(ji)乎3倍于當年(nian)的(de)(de)EV-1），然(ran)而整車售價達到(dao)了10萬美金，這貨到(dao)底貴在(zai)哪(na)兒？用(yong)腳趾頭(tou)都(dou)(dou)想得通。話雖如此，那屌(diao)絲們怎么辦？日產(chan)和GM使用(yong)了小電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)組的(de)(de)產(chan)品自然(ran)要廉價很多，當然(ran)續航里程(cheng)也同時大打折扣(kou)咯(ge)，幾(ji)乎都(dou)(dou)沒能超過(guo)160公里。無語，依(yi)然(ran)10年(nian)前的(de)(de)水準(zhun)。
電池(chi)這么個小玩意兒，技術難度到底在哪兒？
但別看它不(bu)起眼，如果要動它哪怕一分(fen)一毫，假(jia)設只是一個電極換成(cheng)新材料，沒有經年累(lei)月的測(ce)試，也沒人敢(gan)打包票。
LeVine在他的書中描述了當年Envia的窘境。2006年Envia從阿貢國家實驗室弄到一種牛X的新材料，熱乎勁兒還沒過，問題出現了，掏腰包的大佬們稱之為“毀滅因子”：時間一長，新電池的電壓就變得極不穩定——廢了(le)(le)。阿貢實驗室的技術人員日夜攻關也(ye)沒能給出(chu)個像(xiang)樣的說法，實際上這幾位磚家對新材料的物理和化(hua)學特性還(huan)不夠了(le)(le)解，這種情況(kuang)下(xia)盲目入手顯然也(ye)是(shi)醉(zui)了(le)(le)。
Envia顯然不打算放棄，基于硅材料加工的電極又被開發出來，但這次他們又遇到問題：新電極不太結實，眨眼間四分五裂。這(zhe)次磚家們為了保住飯碗(wan)，星夜兼程總算是解決了問題(ti)，然而……解決方(fang)案(an)實(shi)在(zai)是過(guo)于復雜，根本不可能在(zai)量產中實(shi)施(shi)。
時間快進到2012年，Envia公司信心滿滿的參與了華盛頓的那場大會，因為他們完美解決了之前兩種材料的問題：新的硅電極加工起來很便宜，而來自阿貢實驗室的牛X材料被一種新的涂層包裹，穩定了電池的輸出。“Envia終于明白問題是出在了涂層上，”LeVine在書中說道，“但他們一直沒有確定涂層的組分，也不清楚為什么涂層能夠解決問題。”但Envia只是一家創業公司，限于資金壓力，他們沒有設備來搞清楚這一點。之后大家都知道了，GM提出Envia的(de)實驗結果無法(fa)復(fu)現(xian)，那么涂(tu)層(ceng)問題(ti)再次成為關鍵：材料組分(fen)上(shang)的(de)細微變化足以造(zao)成性(xing)能上(shang)的(de)天(tian)差地別(bie)。戲劇(ju)性的是(shi)，Envia振(zhen)奮人心的材料突破，其(qi)實(shi)得益于(yu)不(bu)靠譜的供應商導致的原料污染。都說失(shi)敗是(shi)成功(gong)(gong)他老娘，話(hua)糙理(li)不(bu)糙，可(ke)成功(gong)(gong)總覺(jue)著自(zi)己(ji)是(shi)孤兒，這事兒就變(bian)得不(bu)那(nei)么勵志了。
相比Envia，特斯拉和松下公司在電池上的革新顯得靠譜很多。自2008年至今，Tesla的電池組成本砍掉近一半，而儲能效率驚人的提升了近60%。特斯拉聰明就聰明在自己不玩化學的玩意兒，而是在工程學和生產工藝上動腦筋，電池材料上的改進則依賴于松下，老話說得好，聞道有先后，術業有專攻，如是而已。
特斯拉Model S電(dian)池組
據此，特斯拉放話說2017年(nian)將(jiang)會上市Model 3，續(xu)航超320公(gong)里(li)，售價(jia)卻(que)“低至”3.5萬(wan)(wan)(wan)美(mei)金；當然，預期(qi)銷量也從(cong)目(mu)前的每年(nian)幾萬(wan)(wan)(wan)臺(tai)(tai)上調(diao)到數十(shi)萬(wan)(wan)(wan)臺(tai)(tai)。目(mu)前全球每年(nian)汽車銷量約六千萬(wan)(wan)(wan)臺(tai)(tai)，如果一大(da)半是(shi)電動(dong)汽車的話，恐怕光靠男(nan)神Musk的顏(yan)值(zhi)不足以解決(jue)問題——電池性能還需努力。畢竟輕松續(xu)航600公(gong)里(li)的汽油車妥(tuo)妥(tuo)鄙視(shi)320公(gong)里(li)的純電小(xiao)兄(xiong)弟，而且10萬(wan)(wan)(wan)人民幣的汽油車也算有里(li)有面(mian)兒，22萬(wan)(wan)(wan)（3.5萬(wan)(wan)(wan)美(mei)金）的電動(dong)車要說人手一輛，就(jiu)算美(mei)帝群(qun)眾(zhong)也得(de)掂量掂量吧。
那么問題來(lai)了，電池(chi)性能(neng)如何進(jin)一步提升？特斯拉的(de)保守(shou)治(zhi)療方(fang)案能(neng)一直起作用么？竊以為Envia的(de)大(da)躍進(jin)也不見得完全不可取，只(zhi)是(shi)做科研(yan)容不得半點馬虎，再加上(shang)專業的(de)工程和制造團(tuan)隊，則革命成功也許指(zhi)日可待。近期的(de)電池(chi)領域研(yan)究顯示，材料組分對電池(chi)性能(neng)的(de)影(ying)響已經被量(liang)化，這意味(wei)著尋(xun)找電壓和儲能(neng)的(de)極限不再是(shi)癡人說夢(meng)。
Andy Chu，破產于2012年的A123前高管，說(shuo)了(le)這(zhe)番意味深長(chang)的話：“為何電池行(xing)業的玩家(jia)都是大佬(lao)？說(shuo)白了(le)電池這(zhe)貨(huo)復雜度超(chao)出你想(xiang)象。我個人希望創業公司能在這(zhe)個領域(yu)干(gan)出一番事(shi)業，但縱觀(guan)行(xing)業古今，小玩家(jia)的前景恐(kong)怕不容樂觀(guan)。”