更好的电池要来了

    “这些年来，每一项技术都有进步，唯独电池例外！怎么就没人能发明出更好的电池呢？”最近似乎总能听到这样的，但从事实的角度说，在谈论电池的问题时，电子产品爱好者们总是忽略了三个重点。

    第一点：你最容易想到的电池，恐怕只是手机或笔记本电脑上用的那种。不过，正如许多科学家所指出的，对于很多更加重要的问题，比如能源、交通、气候变化，电池也是解决方案中的关键所在。

    比如说，如今的电动汽车只占到美国新车销售量的1%。一个原因是它们的使用成本要高于燃油车。另一个就是里程焦虑——消费者十分害怕在离家很远的地方电动汽车突然没电。目前研究者正在开发的成本更低廉、容量更大的电池，正是为了解决以上两个问题。

    然后是电网。电力不比自来水，一直候在水管里，只等你打开水龙头。在你打开一盏台灯时，所需的电力一定是在此刻实时生成的。因此，供电单位每天都要应对能源需求的巨大波动。夜间时分，所有人都已入睡，用电需求几乎下降至零；而下午5点，人们纷纷下班回家时，则会迎来用电高峰。实际上，电力公司常年维护着一批成本高昂、效率低下、使用频度极低的备用发电厂（“尖峰负载发电厂”），就是为了处理需求的不定期激增，比如热浪期间的情况。

    接入电网的电池能够平衡这些杂乱的波动。也许更重要的是，电网电池可以在太阳当空时存储太阳能发出的电力，在大风刮起时存储风能发出的电力，供我们需要时使用。毕竟迄今为止，我们还没法让太阳和风配合我们的生活作息时间。

    为人们所忽略的第二点：我们的抱怨往往是冲着电池容量去的，即我们的电子产品需要多久充一次电。但事实上，容量（能量密度）只是电池行业着力提升的诸多方面之一而已。我们还希望这些电池价格便宜、废弃后对环境无害、使用寿命长（能够反复充电几千次）、体积小巧、轻盈（尤其是电动汽车用的电池）、使用安全。一部自行爆炸的手机，足以毁掉你一整天的心情，三星已经为我们提供了例证。

    总的来说，一块电池不可能兼顾以上的所有优点。但话说回来，我们也并不总是需要所有的优点。比如说电网电池，就没必要做得便携小巧。那么这个领域就可以对其他电池种类敞开大门，比如液流电池：这种电池里有数个巨大容器，里面存储着不同的化学溶液，溶液进入一个反应容器中交错流动释放电能。又或者飞轮电池：使用钢等材料制成多枚重达上千磅的碟片，在夜里，能源价格较低的时候，用电力驱动它们在无摩擦的腔室内（利用磁铁悬浮在真空中）以每分钟数千次的速度旋转，到了白天，工程师便可将它们所储存的动能以电力的形式重新释放出来。

    第三个重点：数十年来，电池一直在不断进步。我们之所以没有注意到这一点，是因为在此期间，我们的设备也一直在变得越来越快，越来越强大，越来越耗能。要知道，如果你有办法把一块现代的iPhone电池装进一部1995年产的手机里，只要充上一次电，大概就够你用上一年的。

    此外也有一些伟大发明已经距离我们不远了。材料学家迈克·齐默尔曼（Mike Zimmerman）已经成功地将电池中高度易燃的液体电解质（离子会在电池充放电的时候通过液体电解质来回游动）替换成一片特制的塑料薄膜。很快，我们就能看到不可燃也不会爆炸的电池了。而且由于这样的电池不会爆炸，齐默尔曼便可以使用锂金属来代替锂离子，前者的能量密度要高出很多，只是用在如今的电解液电池中，实在太过危险。很快，我们就有使用寿命更久的电池了。

    （撰文 戴维·波格 翻译 薄锦）