時(shí)間都去哪兒了：電池技術(shù)10年無(wú)突破
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suboxone naltrexone and naloxone go石墨負極，硅負極，金屬負極，材料學(xué)家在鋰電池革新上可謂“無(wú)所不用其極”，元素周期表幾乎全數被塞進(jìn)這個(gè)神秘曲奇，解決一切問(wèn)題的新型陰極材料頻繁見(jiàn)諸媒體頭條；能量密度更高，充電速度更快，單位成本更低，循環(huán)次數更多……論文天天發(fā)，投資疊疊加，可產(chǎn)品呢？
自認為無(wú)需作答，每個(gè)讀者手上都有蘋(píng)果，安卓或WP，為什么當年1200mAh的諾基亞輕松待機1周，現而今3000mAh不忘清后臺，殺進(jìn)程，戰戰兢兢頂多勉強兩天？還有某表18小時(shí)的“all-day battery”（全天續航）也是醉了。同時(shí)別忘記，當年的諾記N95使用的德儀OMAP 2420那是90nm制程，當今的主流高通驍龍怎么也是28nm了吧，按照英特爾的“滴答”戰略，“煎蛋龍”領(lǐng)先老大哥至少3代，那節能效率上的數據還要掏計算器么？話(huà)說(shuō)回來(lái)，就算現在移動(dòng)處理器是高頻高核數，屏幕是高分高密度：
請問(wèn)，革命性的量產(chǎn)電池在哪兒？
研究人員使用X光觀(guān)察試驗電池的工作狀態(tài)
電動(dòng)汽車(chē)，好東西。用老祖宗的話(huà)說(shuō)，靜若處子，動(dòng)若脫兔。實(shí)話(huà)說(shuō)P85D百公里3.2s的性能，含稅預估不到110萬(wàn)的價(jià)格，要說(shuō)特斯拉不厚道那是真違心。再加上零排放的環(huán)保光環(huán)加持，旗艦級互聯(lián)網(wǎng)大佬們的站臺，為何市場(chǎng)還是無(wú)法啵兒起？車(chē)云菌從不拐彎抹角，一向簡(jiǎn)明扼要：電池太貴，充電太頻！
10年過(guò)往，太多的“專(zhuān)利技術(shù)”放話(huà)要顛覆電池行業(yè)，繼而前赴后繼的不知所蹤。就算是當年技術(shù)+資金都不是事兒的A123，股價(jià)也在3年之內從25美金跌至37美分，無(wú)奈之下作價(jià)賣(mài)給了魯冠球。
接下來(lái)是一個(gè)意味深長(cháng)的故事。
2012年2月，華盛頓DC，一場(chǎng)新能源學(xué)術(shù)會(huì )議，蓋茨和克林頓的大名吸引了慕名而來(lái)的大批行研，投資人和企業(yè)家，還有大名鼎鼎的ARPA-E，美國高端能源項目研究署。署長(cháng)Arun Majumdar在現場(chǎng)友好而熱烈的氣氛中宣布了其任上第一個(gè)落地的大項目：創(chuàng )業(yè)公司Envia研發(fā)的雙倍能量密度新電芯。Arun表示一次充電可從華盛頓直接開(kāi)到紐約的汽車(chē)電池成本可從3萬(wàn)美金降至1.5萬(wàn)，圍觀(guān)群眾反響熱烈，紛紛表示都將購買(mǎi)棒呆的電動(dòng)車(chē)。
很快，Envia獲得通用汽車(chē)（GM）的青睞，雙方簽署合作計劃，后者出資支持其研究，計劃讓這種新電芯在自家電動(dòng)車(chē)上大放異彩。記者Steve LeVine在他的著(zhù)作《The Powerhouse》中這樣評價(jià)：這筆交易給Envia帶來(lái)數以?xún)|計的潛在業(yè)務(wù)。但好景不長(cháng)，GM的電池專(zhuān)家發(fā)現自己無(wú)法重現Envia的實(shí)驗結果，Envia的革命性電池產(chǎn)品就此Duang掉。
鋰離子電池，上世紀70年代末發(fā)明，90年代大規模商業(yè)化。這種電池依靠鋰離子在正負極之間移動(dòng)來(lái)產(chǎn)生電流，輕便高效，便攜式電子產(chǎn)品因此大規模轉型；但電動(dòng)車(chē)上搭載鋰離子電池卻是近幾年的事。同在90年代，GM的電動(dòng)車(chē)EV-1使用的是老掉牙的鉛酸電池，600公斤的電池充滿(mǎn)后卻只提供80到150公里的續航。2008年特斯拉在自家第一款產(chǎn)品中引入了鋰離子電池，提供400公里的續航能力（幾乎3倍于當年的EV-1），然而整車(chē)售價(jià)達到了10萬(wàn)美金，這貨到底貴在哪兒？用腳趾頭都想得通。話(huà)雖如此，那屌絲們怎么辦？日產(chǎn)和GM使用了小電池組的產(chǎn)品自然要廉價(jià)很多，當然續航里程也同時(shí)大打折扣咯，幾乎都沒(méi)能超過(guò)160公里。無(wú)語(yǔ)，依然10年前的水準。
電池這么個(gè)小玩意兒，技術(shù)難度到底在哪兒？
但別看它不起眼，如果要動(dòng)它哪怕一分一毫，假設只是一個(gè)電極換成新材料，沒(méi)有經(jīng)年累月的測試，也沒(méi)人敢打包票。
LeVine在他的書(shū)中描述了當年Envia的窘境。2006年Envia從阿貢國家實(shí)驗室弄到一種牛X的新材料，熱乎勁兒還沒(méi)過(guò)，問(wèn)題出現了，掏腰包的大佬們稱(chēng)之為“毀滅因子”：時(shí)間一長(cháng)，新電池的電壓就變得極不穩定——廢了。阿貢實(shí)驗室的技術(shù)人員日夜攻關(guān)也沒(méi)能給出個(gè)像樣的說(shuō)法，實(shí)際上這幾位磚家對新材料的物理和化學(xué)特性還不夠了解，這種情況下盲目入手顯然也是醉了。
Envia顯然不打算放棄，基于硅材料加工的電極又被開(kāi)發(fā)出來(lái)，但這次他們又遇到問(wèn)題：新電極不太結實(shí)，眨眼間四分五裂。這次磚家們?yōu)榱吮Ｗ★埻�，星夜兼程總算是解決了問(wèn)題，然而……解決方案實(shí)在是過(guò)于復雜，根本不可能在量產(chǎn)中實(shí)施。
時(shí)間快進(jìn)到2012年，Envia公司信心滿(mǎn)滿(mǎn)的參與了華盛頓的那場(chǎng)大會(huì )，因為他們完美解決了之前兩種材料的問(wèn)題：新的硅電極加工起來(lái)很便宜，而來(lái)自阿貢實(shí)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(wèn)題是出在了涂層上，”LeVine在書(shū)中說(shuō)道，“但他們一直沒(méi)有確定涂層的組分，也不清楚為什么涂層能夠解決問(wèn)題。”但Envia只是一家創(chuàng )業(yè)公司，限于資金壓力，他們沒(méi)有設備來(lái)搞清楚這一點(diǎn)。之后大家都知道了，GM提出Envia的實(shí)驗結果無(wú)法復現，那么涂層問(wèn)題再次成為關(guān)鍵：材料組分上的細微變化足以造成性能上的天差地別。戲劇性的是，Envia振奮人心的材料突破，其實(shí)得益于不靠譜的供應商導致的原料污染。都說(shuō)失敗是成功他老娘，話(huà)糙理不糙，可成功總覺(jué)著(zhù)自己是孤兒，這事兒就變得不那么勵志了。
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(xué)的玩意兒，而是在工程學(xué)和生產(chǎn)工藝上動(dòng)腦筋，電池材料上的改進(jìn)則依賴(lài)于松下，老話(huà)說(shuō)得好，聞道有先后，術(shù)業(yè)有專(zhuān)攻，如是而已。
特斯拉Model S電池組
據此，特斯拉放話(huà)說(shuō)2017年將會(huì )上市Model 3，續航超320公里，售價(jià)卻“低至”3.5萬(wàn)美金；當然，預期銷(xiāo)量也從目前的每年幾萬(wàn)臺上調到數十萬(wàn)臺。目前全球每年汽車(chē)銷(xiāo)量約六千萬(wàn)臺，如果一大半是電動(dòng)汽車(chē)的話(huà)，恐怕光靠男神Musk的顏值不足以解決問(wèn)題——電池性能還需努力。畢竟輕松續航600公里的汽油車(chē)妥妥鄙視320公里的純電小兄弟，而且10萬(wàn)人民幣的汽油車(chē)也算有里有面兒，22萬(wàn)（3.5萬(wàn)美金）的電動(dòng)車(chē)要說(shuō)人手一輛，就算美帝群眾也得掂量掂量吧。
那么問(wèn)題來(lái)了，電池性能如何進(jìn)一步提升？特斯拉的保守治療方案能一直起作用么？竊以為Envia的大躍進(jìn)也不見(jiàn)得完全不可取，只是做科研容不得半點(diǎn)馬虎，再加上專(zhuān)業(yè)的工程和制造團隊，則革命成功也許指日可待。近期的電池領(lǐng)域研究顯示，材料組分對電池性能的影響已經(jīng)被量化，這意味著(zhù)尋找電壓和儲能的極限不再是癡人說(shuō)夢(mèng)。
Andy Chu，破產(chǎn)于2012年的A123前高管，說(shuō)了這番意味深長(cháng)的話(huà)：“為何電池行業(yè)的玩家都是大佬？說(shuō)白了電池這貨復雜度超出你想象。我個(gè)人希望創(chuàng )業(yè)公司能在這個(gè)領(lǐng)域干出一番事業(yè)，但縱觀(guān)行業(yè)古今，小玩家的前景恐怕不容樂(lè )觀(guān)。”