如果綠色能源永遠(yuǎn)取代化石燃料，便攜式電力需要變得更有效和更便宜。然而，隨著電子產(chǎn)品變得更強(qiáng)大和更小，電池正在努力跟上步伐。在很大程度上，這是因?yàn)樵絹碓诫y以將更多的能量裝入輕質(zhì)鋰離子電池中，同時(shí)也使它們更便宜。

許多汽車公司正在生產(chǎn)300公里范圍內(nèi)的電動(dòng)汽車。成本已經(jīng)下降，但他們面臨的最大問題是他們的電池成本仍然太高，同時(shí)電動(dòng)汽車比使用汽油的同類汽車貴。只有找到降低電池成本的方法才能夠使更多人愿意使用更加綠色環(huán)保的電動(dòng)汽車。

當(dāng)然，問題不僅限于汽車。它也會(huì)影響房屋。雖然電網(wǎng)上有一些區(qū)域鋰離子電池可以在價(jià)格上競爭-例如在加利福尼亞，其成本低于必須建造昂貴的長距離輸電線路-但是這些電池對(duì)普通屋主來說還是成本太高。

比方說，我們想在房子屋頂上安裝太陽能電池，在車庫里放電池，那么這些電池的成本必須相當(dāng)?shù)?，才能達(dá)到經(jīng)濟(jì)意義-每千瓦時(shí)350元，甚至每千瓦200元電力成本非常低的國家的小時(shí)數(shù)，麻煩的是，今天的電池成本約為每千瓦時(shí)1400元。價(jià)格必須下降四到五倍。

解決方案是逐步改進(jìn)鋰離子電池，尋找使其能夠以更低的價(jià)格存儲(chǔ)更多能源的方法，同時(shí)使用新材料進(jìn)行創(chuàng)新。

正在探索的一個(gè)領(lǐng)域是固態(tài)器件，其中液體電解質(zhì)電池被固體替代。首先，這種設(shè)備更安全。雖然液態(tài)鋰離子電池如果過熱會(huì)迅速點(diǎn)燃，但正在研究的更穩(wěn)定的固態(tài)版本代表了回歸過去，盡管有可充電的電池可以使用。

但二十到三十年前，我們所有人都曾經(jīng)戴過裝有鋰金屬電池的手表。我們的手電筒和相機(jī)都配有鋰金屬電池。但他們是不能充電的。

試圖給這些固態(tài)電池充電會(huì)導(dǎo)致鋰形成樹枝狀針狀結(jié)構(gòu)-最終會(huì)使電池短路，從而加熱電池并引起火災(zāi)。為了弄清楚如何解決這個(gè)問題，有必要考慮像樹根這樣的樹突。

你可以阻止根長大：你只需要在它旁邊放一塊厚鋼板。我們總能找到機(jī)械上非常堅(jiān)固的材料來裝入電池并阻止樹枝狀晶體的生長。一直以來，問題一直是材料的導(dǎo)電性太差。

但幾年前，日本的研究人員發(fā)現(xiàn)，亞硫酸鹽基玻璃材料不僅強(qiáng)度足以抵抗枝晶，而且具有很高的導(dǎo)電性。這些可能提供解決問題的方法，并有助于開發(fā)可充電固態(tài)鋰電池。

科學(xué)家們一直在對(duì)其機(jī)械和電化學(xué)特性進(jìn)行建模，看看是否能夠獲得正確的功率密度，他們還做了一些經(jīng)濟(jì)模型，試圖找出未來電池的成本。如果我們能制造一個(gè)帶有鋰陽極和陰極的亞硫酸鹽基玻璃的鋰金屬電池，這種廉價(jià)的材料，可以讓我們達(dá)到500元一千瓦左右時(shí)。這是一個(gè)關(guān)鍵的門檻：那就是我們可以讓電動(dòng)汽車與燃?xì)馄嚤３植畈欢嗟膬r(jià)格競爭力。

人們還在繼續(xù)一些其他的嘗試，如鎂離子電池。鎂的電荷加2，這意味著與鋰相比，它可以存儲(chǔ)兩倍的電子數(shù)。當(dāng)涉及到能量密度時(shí)，這是一個(gè)巨大的優(yōu)勢(shì)，甚至可能在一天結(jié)束成本問題。但是很難找到對(duì)這些離子有良好導(dǎo)體的材料，人們也將氧氣視為陰極材料，但通常只需幾次充放電循環(huán)就會(huì)失效了。

電池技術(shù)對(duì)于綠色能源的起因至關(guān)重要，電池技術(shù)必須具有成本效益才能取得成功。這一趨勢(shì)當(dāng)然正朝著正確的方向發(fā)展。但是，電池可以與化石燃料充分競爭作為能量存儲(chǔ)器還需要一段時(shí)間。