這還不是最大的問題，真正影響電動(dòng)汽車使用的還是充電時(shí)間長、充電設(shè)施嚴(yán)重不足。正常速度下，電動(dòng)汽車的動(dòng)力鋰電池完全充滿需要4-8個(gè)小時(shí)。如果加快速度的話，可以在1-2小時(shí)內(nèi)充滿，但會(huì)影響到動(dòng)力鋰電池的性能及壽命。

　　已有實(shí)驗(yàn)證明，如果一直采用快速充電，動(dòng)力鋰電池的壽命會(huì)驟減至原來的三分之一，且電池性能會(huì)顯著下滑，安全事故發(fā)生概率大大增加。內(nèi)燃機(jī)汽車則不存在這樣的問題，加油或者加氣時(shí)間不超過5分鐘，安全性和穩(wěn)定性都能夠保證，加上現(xiàn)在加油站非常普遍，使用非?？旖莘奖?。更為重要的是，鋰電池作為汽車動(dòng)力的成本太高，已經(jīng)占到電動(dòng)汽車總成本的一半左右。

　　體系嚴(yán)密 牽一發(fā)而動(dòng)全身

　　鋰電池看起來結(jié)構(gòu)非常簡單，正極材料、負(fù)極材料、隔膜和電解液，再加上電極。事實(shí)上，別看它不起眼，鋰電池材料體系非常嚴(yán)密，真正是牽一發(fā)而動(dòng)全身。如果要?jiǎng)铀呐乱环忠缓?，假設(shè)只是一個(gè)電極換成新材料，沒有長年累月的測試，誰也不敢打包票。

　　鋰電池從上世紀(jì)七十年代問世，到九十年代由索尼實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，再到今天鋰電池已經(jīng)誕生了近半個(gè)世紀(jì)，材料體系發(fā)生了較大變化。正極材料從最初的鈷酸鋰發(fā)展到現(xiàn)在的鈷酸鋰、錳酸鋰、三元材料和磷酸鐵鋰并行，可謂是進(jìn)步不小。

　　但實(shí)際上每種正極材料從發(fā)明到實(shí)際應(yīng)用再到鋰電池量產(chǎn)，至少花費(fèi)了上十年時(shí)間。每種正極材料的改變，就算不改變負(fù)極材料，其電解液的組成以及隔膜都要做出相應(yīng)改變，以達(dá)到最佳匹配效果，同時(shí)還要經(jīng)過長時(shí)間的安全測試，驗(yàn)證其安全性，最后還要經(jīng)過產(chǎn)業(yè)化過程，這樣才能步入市場。不僅如此，其還需要市場檢驗(yàn)和客戶認(rèn)可，同樣需要花費(fèi)時(shí)間。這也是現(xiàn)在鋰電池材料研究非常熱火，各種新材料、新技術(shù)報(bào)道層出不窮，而鋰電池本身進(jìn)步緩慢，材料體系基本沒有變化的根本原因。

　　相比較而言，在不動(dòng)鋰電池材料體系的情況下，在制造工藝以及電池管理技術(shù)上改進(jìn)就容易得多。軟包電池的出現(xiàn)以及鋰電池容量不斷提升就是制造工藝技術(shù)不斷進(jìn)步的結(jié)果。

　　同時(shí)，為了滿足可穿戴設(shè)備等新產(chǎn)品的需求，松下開發(fā)出直徑為3.5mm、長度為1cm的針型鋰電池，三星則推出了直徑3.6mm、長約20mm的超小型Pin電池。隨著智能手機(jī)柔性化趨勢凸顯，各種柔性、可彎曲鋰電池產(chǎn)品相繼問世。在電池管理技術(shù)方面，特斯拉是其中的典范，其先進(jìn)的電池管理技術(shù)，創(chuàng)造性將超過6000個(gè)圓柱型鋰電池單體通過串并聯(lián)方式成組，成功降低了電池成本，提高了儲(chǔ)能效率，為特斯拉引領(lǐng)電動(dòng)汽車變革奠定了基礎(chǔ)。

　　未來路在何方

　　盡管特斯拉為電動(dòng)汽車發(fā)展提供了全新的發(fā)展思路，但只是治標(biāo)不治本，在鋰電池性能沒有明顯提升的情況下，電動(dòng)汽車想大規(guī)模推廣難度非常大。那么問題來了，鋰電池性能如何進(jìn)一步提升？未來向什么方向發(fā)展？

　　筆者認(rèn)為，應(yīng)用市場需求是帶動(dòng)鋰電池進(jìn)步最大的力量。二次電池的發(fā)展歷史充分證明了這一點(diǎn)，鎳鎘、鎳氫等電池的興起在于小型消費(fèi)電池產(chǎn)品市場的帶動(dòng)，而衰落也在于這一市場被鋰電池所蠶食。Iphone采用的是聚合物鋰電池，與普通鋰電池和其他非鋰充電電池一樣，聚合物鋰電池也需要在使用和貯存過程中也可以按照一定的方法以提高使用效率。除了在iphone設(shè)置上對(duì)軟件和系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化外，還可以從以下幾方面著手：

　　1、適宜的貯存溫度：最佳溫度是室溫(22~25℃)，適宜溫度是運(yùn)行時(shí)的0~35℃和貯存狀態(tài)下的-20~45℃。

　　2、鎖定iphone：即通過點(diǎn)按睡眠/喚醒按鈕，使iphone在一定時(shí)間內(nèi)處于休眠狀態(tài)，期間，除了能夠接電話與接收文字信息，所有的觸屏行為都不會(huì)產(chǎn)生作用。若想啟動(dòng)其他功能的使用，除非重新點(diǎn)按原按鈕，使iphone處于喚醒狀態(tài)。

　　3、蘋果官網(wǎng)上有一個(gè)說法值得參考，至少在三個(gè)月以內(nèi)要對(duì)iphone鋰電池進(jìn)行一次完全充放電，目的是激活其中的鈍化部分，從而加速聚合物電池活性電子在正負(fù)極間運(yùn)動(dòng)。

　　4、充電器品種和充電時(shí)機(jī)的選擇：iphone不能用FireWine電源適配器和車充進(jìn)行充電，在沒有專用充電器而使用USB為iphone充電時(shí)必須確認(rèn)電腦處于開啟狀態(tài)，否則iphone就不是被充電，而是放電，并且直到關(guān)機(jī)為止。

　　5、充電溫度適宜，不能在高溫下充電，特別是不要帶著外套充電，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)iphone有發(fā)熱現(xiàn)象就要立即取下外套。

　　6、務(wù)必保證iphone不要經(jīng)常處于虧電狀態(tài)，聚合物電池比此前用于手機(jī)上的鎳氫電池具有更高的功能密度，由于沒有記憶效應(yīng)，聚合物電池可隨時(shí)充電，常常自動(dòng)關(guān)機(jī)反而會(huì)破壞鋰電池的正負(fù)極結(jié)構(gòu)。

　　7、如今，路邊或者其他公共場所，都有快充的機(jī)器，但使用的時(shí)候注意，快充倍率最大不超過0.5C，即兩小時(shí)快速充電，其后可以有兩小時(shí)的補(bǔ)充充電。

經(jīng)過多年的努力之后，納拉延看到了鋰-空氣技術(shù)的前景，即用汽車自身補(bǔ)給的氧氣取代石墨和其他的金屬。這類電池可以變得更輕，更安全，而且供電時(shí)間也更長。但是研發(fā)新的混合物，將它們制成新材料，并檢測其在數(shù)千輛汽車上的安全性，需要花費(fèi)非常漫長的時(shí)間。

　　納拉延說：“目前沒有一個(gè)指導(dǎo)性原則顯示，我們能夠年復(fù)一年地獲得進(jìn)步，也沒有捷徑可以走。要得到這種范式，唯有創(chuàng)建一種全新的化學(xué)反應(yīng)，而這一點(diǎn)并非創(chuàng)新所能企及的。”

　　當(dāng)前，鋰-空氣電池必須克服堵塞、內(nèi)部腐蝕和穩(wěn)定性問題。即便空氣電池能夠順利地演變?yōu)橐环N可行產(chǎn)品，納拉延認(rèn)為，在今后，電池技術(shù)將不再是“通用型”。“例如，對(duì)于電網(wǎng)存儲(chǔ)來說，它或許不是什么好技術(shù)。尤其是有尺寸要求的行業(yè)，我們或許很快將看到多種多樣的電池類型。”

　　當(dāng)前我們能做些什么：降低價(jià)格

　　凱特林大學(xué)（KetteringUniversity）的凱文白和周軒（音譯）在實(shí)驗(yàn)室中從事電池行業(yè)研究，但他們的談吐更像是買車人而不是實(shí)驗(yàn)室的書呆子。周軒表示，現(xiàn)今的混合動(dòng)力車存在多方面的優(yōu)缺點(diǎn)。

　　周軒說：“目前，混合動(dòng)力的售價(jià)是每千瓦時(shí)500-600美元，但合理的價(jià)格應(yīng)該是200美元。而且冷卻系統(tǒng)的價(jià)格跟電池的價(jià)格是差不多的。如果汽車需要 6，000美元的電池，那么就需要6，000美元的冷卻系統(tǒng)。”此外，凱文白指出，這類電池的體積蠶食了本應(yīng)屬于后備箱或乘坐的空間。兩位科學(xué)家也認(rèn)為，電動(dòng)汽車不應(yīng)給人們帶來沉重的財(cái)務(wù)負(fù)擔(dān)。

　　但是誰也不知道，哪些現(xiàn)有材料才能構(gòu)造出最安全、發(fā)熱量最低和重量最輕的電池混合材料，而且其價(jià)格要比現(xiàn)有的產(chǎn)品便宜。

　　現(xiàn)今在助聽領(lǐng)域使用的鋅-空氣電池重新激起了人們的興趣，而且尤為重要的一點(diǎn)在于，鋅很容易獲取。鈉-空氣電池也是一樣，成本更低，而且組裝起來更容易，只是潛在功率趕不上鋰-空氣電池。人們還嘗試過用硅來取代石墨和固體碳，但是硅并不便宜?；蛘?，我們可以只專注于改善實(shí)驗(yàn)室和摩托車使用的鋰-鐵電池的成本和性能。

　　凱文白表示，建造更大規(guī)模的電池廠、開發(fā)更好的電池管理工具以及更加智能的充電電網(wǎng)在很多方面要比等待一兩項(xiàng)新化合物獲得成功更為實(shí)在。

　　凱文白說：“我們實(shí)際上離使用全新電池的交通工具還很遠(yuǎn)很遠(yuǎn)。只有在新材料經(jīng)過10年的測試之后，汽車行業(yè)才能放心使用新材料。”他表示，人們至少要等到2020年才能看見使用鋅-空氣電池的四輪車輛，然后，人們需要更長的時(shí)間才能看到這一電池技術(shù)的成熟。

　　未來我們能做什么：納米工程材料

　　德克薩斯農(nóng)工大學(xué)（A&MUniversity）教授、美國機(jī)械工程師協(xié)會(huì)（AmericanSocietyofMechanicalEngineers）能源和可持續(xù)性納米工程小組成員帕沙·穆克荷吉表示，現(xiàn)在還沒到放棄鋰離子電池的時(shí)候。我們可能仍會(huì)用它，但它將與我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室中獲得新能力的材料混合使用。

　　納米工程師可能會(huì)對(duì)電池材料的分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入研究，以加速電池單元電壓的產(chǎn)生速度，并提升其轉(zhuǎn)換效率。電解質(zhì)攜帶鋰離子的方式可能會(huì)發(fā)生改變，以杜絕 “交通擁堵現(xiàn)象”，并縮短充電時(shí)間。人們可能會(huì)設(shè)計(jì)出更薄、更強(qiáng)大但伸縮依然自如的電池膜，這樣，即便電池受熱膨脹，也不會(huì)爆漿?；蛘咭恍囊灰忾_發(fā)能夠比碳、空氣或任何已知材料吸附更多鋰離子的材料。

　　穆克荷吉說：“我們需要詢問的最根本的問題在于，‘是否可以從頭再來？’。這就是必須解決的中尺度模型。我們是否能增加材料的寬容度，以滿足我們對(duì)于電池的訴求？”

　　與此同時(shí)：著眼于長遠(yuǎn)

　　一年前，伊利諾伊理工大學(xué)的塞格雷從美國能源部獲得了340萬美元的獎(jiǎng)金，用于開發(fā)汽車用“流體電池”。流體電池將其活性化合物儲(chǔ)存在外部儲(chǔ)罐中，然后流經(jīng)電池結(jié)構(gòu)內(nèi)部。塞格雷的工作專注于開發(fā)具有足夠活性和能量的液體介質(zhì)，以抵消液體的重量劣勢。

　　流體電池或許可以應(yīng)用于汽車和電網(wǎng)，但卻無法適用于手機(jī)或筆記本。與其他的研究人員一樣，塞格雷深知，這將是一個(gè)漫長的實(shí)驗(yàn)過程，除非研究人員能夠在偶然間發(fā)現(xiàn)幾種能用于電池的不同材料組合。與此同時(shí)，“對(duì)于大多數(shù)人來說，這是一件尤為痛苦的事情，因?yàn)閹啄赀^后，電量沒了，容量也下降了，然而電池供電的電子產(chǎn)品卻在不斷前進(jìn)。