如果想讓電池再次改變我們的生活，有三個問題需要解決：功率（power）、能量（energy）和安全（safety）。

電動飛機(jī)可能會成為航空的未來。從理論講，電動飛機(jī)相比傳統(tǒng)飛機(jī)更安靜、更便宜、更環(huán)保。如果充電一次電動飛機(jī)能夠飛1000公里，它就可以完成今天近一半的商務(wù)飛行任務(wù)，讓全球航空碳排放削減15%。

電動汽車也一樣。事實上，電動汽車不只環(huán)保，而且它還是更棒的汽車。電機(jī)幾乎沒有什么噪音，能夠快速響應(yīng)司機(jī)的命令。給汽車充電的成本比燒油便宜得多。電動汽車只有很少的活動部件，維護(hù)成本更低。

為什么電動汽車還沒有普及呢？因為電池太昂貴，購買電動汽車的前期投入比相似的汽油汽車更大。除非你老是開著汽車，否則省下的汽油錢還不夠彌補(bǔ)前期支付成本的。簡單來說，電動汽車仍然不夠經(jīng)濟(jì)。

在我們使用的電池中，最常見的化學(xué)物質(zhì)是鋰離子。大多專家認(rèn)為，在未來10年甚至更長的時間內(nèi)，沒有其它化學(xué)物質(zhì)可以擊敗鋰最子。鋰離子電池有兩個電極（陰極和陽極），還有一個分離器（一種傳導(dǎo)離子而非電子的材料，可以防止短路），分離器放在中央，還有電解液（通常是液體），它讓鋰離子在兩極之間來回流動。當(dāng)電池充電時，離子從陰極流向陽極，當(dāng)電池放電時，離子向相反的方向移動。

我們不妨將它想象成兩塊面包，左邊一塊是陰極，右邊一塊是陽極。我們不妨假定陰極是由鎳、錳、鈷片（NMC）組成的，陽極是由石墨組成的，它相當(dāng)于讓碳原子一層一層疊加。

在放電狀態(tài)下，NMC面包在夾層之間會有鋰離子夾心。電池充電時，鋰離子從夾層中提取，被迫穿過液體電解質(zhì)。分離器確保只有鋰離子能穿過石墨層。當(dāng)電池完全充滿電，陰極不會有再有任何鋰離子，它們?nèi)颊R排列在石墨塊之間。當(dāng)電池釋放電能時，鋰離子向陰極回流，直到陽極沒有任何鋰離子。此時我們就要再次給電池充電了。

從本質(zhì)上講，電池的功率是由處理速度的快慢決定的。要想加快速度沒有那么簡單。將鋰離子從陰極中抽取，如果速度太快，層會受損。正因如此，手機(jī)、筆記本、電動汽車使用時間越長，電池壽命也全變短。每一次充電放電，都會讓面包塊變得脆弱。