能源是解決電動汽車成本的關鍵

　　報道稱，最大的問題在于電池的存儲能力。一塊鋰電池的重量能量密度大約為每千克160瓦時。目前市場上最先進的鋰電池的能量密度可以達到每千克250瓦時，但價格不菲。作為電動汽車的駕駛者，如果想將來不再為了電池的續航能力而焦慮，就必須把電池的存儲能力至少提高到每千克350瓦時。如果不行，唯一的選擇就是多準備電池和增加汽車重量，或者提高電池充電的成本和時間。

　　鋰依然是實現質的飛躍的最有誘惑力的材料。因此，各個實驗室都在集中精力做三件事：提高電池正極材料技術；提高負極材料技術；獲得更有效的電解溶液，如果可以就使用固態電解質，以便提高電池的安全性和設備容量。

　　硅和石墨烯：新的能源點金石

　　關于電池正極材料，最有前途的要屬用硅結構代替石墨。在充電過程中每克硅吸收的鋰離子10倍于石墨材料，但問題是更大量的吸收就意味著更大量的擴散。斯坦福大學正在試驗使用納米硅結構，這種材料可以受控制的擴散，但是距離進入商業化階段仍需要繼續多年研究。

　　另一種選擇是用科學界一直在談論的石墨烯代替石墨作為正極材料。這種堪稱“奇跡”的材料由純碳組成。由多層一個原子厚度組成的石墨烯正極吸收的離子量更大，因此在相同重量下可以制造出雙倍的電池容量。但是，這種材料也依然存在一些今天的石墨電池同樣有的難以解決的問題。碳對于充電過程而言并非一種理想材料。

　　負極材料的更新換代則取得了更好的成果。通過一些納米材料，多個實驗室都實現了更加有效地縮短離子在正負極極片之間流動的距離，從而提高充電速度。

　　電解質：液態到固態的跨步

　　但是未來電池最大的變革將是創造新的電解溶液。從液態向固態電解溶液的跨步將讓電池變得更加安全。這樣既可以大幅度地提高電池容量，還可以在更短時間內完成充電。一些企業已經開始生產這種固態電池，有的已經進入商業推廣階段。

　　巴黎的汽車租賃公司BlueIndy就提供采用固態電池的電動汽車租賃服務。固態電池的制造成本仍然昂貴，而且目前任何一種固態材料都無法證明在效率上能優于液態電池，而且某些固態材料還受到溫度的限制。

　　最有發展前景的一個研究方向是陶瓷材料。馬里蘭大學已經研制出了高傳導率的方法，可以制造出更加輕便和高效的電池。該大學工程學教授埃里克·瓦克斯曼指出，這種材料的電池更加安全，符合現今從燃料汽車向電動汽車過渡的市場要求。馬里蘭大學的研究項目已經吸引了包括美國航天局在內的很多機構。美國航天局認為能夠解決未來空間任務中的能量儲存問題。

　　容量更大、充電時間更短的電池將讓交通運輸和消費電子產品都經歷革命，但其最大的影響則是在可再生能源領域。隨著光伏和風力發電的成本日益降低，可再生能源利用在全球日益普及。

　　風力發電和太陽能板可以間斷性地產生電力，在電力需求低時作為電網的補充。夜間通常是人們的用電高峰。在這樣的時段，仍然必須依靠油氣能源或核能作為主要能源的發電站提供的電力。能夠高速充電和能量密度更高的電池可以彌補電力系統的缺陷，在白天儲存電力供人們夜間使用。（編譯/王萌）