電池可能是迄今為止最沒吸引力的一項技術(shù)。這一點(diǎn)在麻省理工學(xué)院材料科學(xué)系里尤其明顯，里面有個專用于打造和測試下一個變革性儲能設(shè)備的實驗室，會很容易被人誤認(rèn)為只是個貯藏室。

在那個狹窄的實驗室里，頭發(fā)銀灰的電化學(xué)家唐納德·薩多維(DonaldSadoway)在翻找塑料元件，看起來像是小孩子尋找特定的樂高積木。他將兩個物體放在桌子上，它們的大小和形狀與罐頭相仿，看起來就像是書鎮(zhèn)。

難怪電池很難提起人們的興致。但這些書鎮(zhèn)——是電池啦——卻有可能會是徹底改變我們的能源系統(tǒng)的那項技術(shù)。

電池不只是讓人覺得沒勁。老實說，它們還很差勁。說好聽點(diǎn)，助力我們?nèi)粘Ｉ畹碾姵囟际请[形英雄——它們被整合到智能手機(jī)、電腦、汽車等重要物品。說不好聽點(diǎn)，它們價格高昂，笨重，易燃，難以正當(dāng)處理，在寒冷環(huán)境中容易失靈，也容易滲出腐蝕性流體。正當(dāng)從它們獲得能量的設(shè)備變得越來越輕薄，越來越智能，電池卻還是在苦苦等待下一次升級換代。眾所周知，計算機(jī)處理器的性能每兩年就能翻一倍;而電池可能每兩年只能提升那么幾個百分點(diǎn)。

薩多維研制的電池的早期原型

然而，未來將會是電池供能的時代。這勢在必行。從電動汽車到工業(yè)級太陽能電廠，電池都將是更清潔的、更高效的能源系統(tǒng)的關(guān)鍵所在——我們越快實現(xiàn)這一點(diǎn)，我們就越快能夠不再加劇氣候變化。

不過，我們現(xiàn)在的電池——大多是鋰離子電池——還不夠好。該領(lǐng)域取得了一些進(jìn)展：儲能成本過去5年已經(jīng)下降了一半，越來越多的大公司在大力投資該項技術(shù)，比如特斯拉建造Gigafactory超級電池工廠。但從大范圍經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的角度來看，鋰離子電池還是太過昂貴。它們在我們的日常設(shè)備中相當(dāng)強(qiáng)大，但一旦擴(kuò)大它們的使用規(guī)模，它們就容易出現(xiàn)過熱，甚至爆炸事故。

也許，鋰離子電池最大的問題在于它們會慢慢出現(xiàn)磨損。想想看，你的手機(jī)電池經(jīng)過好幾年不斷從消耗到1%再充電回100%，會變成什么樣。這種深度放電和充電的過程會對電池造成損害，會日漸損害電池的性能。

因此，我們早就該迎來全新的電池，全球各地的研究人員正在爭相幫助我們實現(xiàn)這一點(diǎn)，各種技術(shù)都在力爭脫穎而出。當(dāng)中有的構(gòu)想非常新奇——還不算有吸引力，但絕對是令人驚奇。比如，液態(tài)電池，運(yùn)行溫度堪比汽車引擎的熔態(tài)金屬電池，以鹽水作為原料的電池。

這是全新的競爭格局的一部分。

電池為何重要

好的電池需要符合幾點(diǎn)要求，但有兩點(diǎn)是必不可少的：可靠性和便宜。

美國能源部負(fù)責(zé)鑒定和資助前沿研發(fā)項目的先進(jìn)能源研究計劃署(ARPA-E)技術(shù)副署長埃里克·羅爾芬(EricRohlfing)指出，“電池最大的問題還是成本”。為了確保美國的整個電力供應(yīng)都基于可再生能源，美國人平均每個月只愿意多花大約13美元。因此，電池不能大幅增加人們的電費(fèi)支出。

對于公用事業(yè)部門來說，那意味著所提供的輸電網(wǎng)級儲能系統(tǒng)每千瓦時的成本不能超過100美元。美國總統(tǒng)創(chuàng)立以來，ARPA-E已經(jīng)共計投入了8500萬美元來開發(fā)能夠達(dá)到那一目標(biāo)的新型電池。

羅爾芬說，“人們說我瘋了?！备鶕?jù)刊登的一項電動汽車電池研究，對于一個自誕生以來還沒有接近過700美元每千瓦時成本的行業(yè)來說，那個目標(biāo)數(shù)字簡直低得荒謬。羅爾芬說，現(xiàn)在，盡管還無法實現(xiàn)，但每千瓦時100美元是整個行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)。要是能夠做到低于這一數(shù)字，那你就不僅僅有很強(qiáng)的競爭力——你還能夠贏得一切。

也就是說，能贏得市場的好電池是這樣的：更加清潔的、更加可靠的能源系統(tǒng)，不依賴于化石燃料，啟動更強(qiáng)勁。

每一次你波動照明開關(guān)，你就接入了一個龐大的隱形網(wǎng)絡(luò)：輸電網(wǎng)絡(luò)。在某處，在為你家輸送電力的高壓輸電線路的另一端，發(fā)電廠(可能是燃燒煤，有或者是使用日益普及的天然氣)產(chǎn)生電力來替代你和其他人的人剛剛用完的電力。

我們的電網(wǎng)電量任何時候都需要小心維護(hù)——不管是電量太多還是電量太少，都會引發(fā)問題。電網(wǎng)操作員需要進(jìn)行細(xì)心謹(jǐn)慎的觀察和預(yù)測，以便決定發(fā)電廠每小時乃至每分鐘應(yīng)當(dāng)產(chǎn)生多少電量。但有時候他們會出錯，這就需要發(fā)電廠及時作出調(diào)整來彌補(bǔ)電量差額。