電池的現狀讓人捉急，未來這些電池可能會取代現有電池

目前，手機和電動車等產品中使用的電池都是鋰離子電池。雖然這項技術在未來幾年仍將如火如荼地發展，但科學界早有了一個共識：如果沒有大突破，鋰離子電池無法滿足未來的儲能要求。

如果，你想要買個一口氣跑幾百公里的電動車，或者用個三五天不充電的iPhone，那麼關於電池的未來，你還需要知道點別的。

商用的鋰離子電池由三部分組成，分別是鈷酸鋰正極，碳負極和電解液。充電時，鋰離子從正極中出來，經過電解液，到達負極，同時電子經過外電路轉移到負極，放電時則相反。於是，隨著電池一次又一次地充放電，鋰離子不斷地在兩極間往返。這個體系自從被開發之後，已經幾十年沒有重大的改變了。現有的鋰離子電池技術面臨著三個問題，分別是能量密度低，安全存在隱患，以及成本太高。

如果，鋰離子電池的後續乏力，那麼，下一個登場的領跑者會是誰呢？未來電池的4大發展方向：

納米鋰電池：充電時間大幅縮短。

技術發展使得電池容量不斷擴大，但隨之而來的是充電時間的延長，對充電速度也有了更高的要求。目前的主流電動車的慢充時間在5到10小時之間，快速充電能在1到2小時內充滿，但長期使用會影響電池壽命。而世界上最快的特斯拉超級電站，僅需40分鐘就能充電80%，但這和納米鋰電池一比就不算什麼了。

新加坡南洋理工大學發明了一種基於納米管的新型電池，能在2分鐘內充電70%，其使用壽命長達20年。傳統的鋰電池無法快速充電，主要出於石墨電極的安全考慮，在工作時電極表面會形成電解質膜，減慢鋰離子的運輸速度。但南洋理工大學採用二氧化鈦納米管凝膠來替代石墨，能讓化學反應加速，進而縮短充電時間。但由於工藝複雜，成本較高，這項技術要普及恐怕還需要好幾年。

鋰空氣電池：蓄電量倍數提升。

鋰空氣電池的最大優點是能量密度高，目前的鋰離子電池能量密度只有200 Wh/kg左右，而現有的鋰空氣電池已經達到500Wh/kg，理論上的極限是12kWh/kg，還有極大的提升空間。IBM公司很看好這項技術，發起了“電池500”的項目，也就是將續航里程提升到500英里（即800公里）。

鋰空氣電池的正極是多孔導電碳，負極為鋰電池，為了讓鋰離子和空氣充分接觸，特意將電池內部結構設計得像人體肺部一樣，來加大與空氣的接觸面積。這種電池的充/放電效率較低，而且穩定性也是一大難題，在實際應用中可能會發生短路爆炸。最早看到它應用在電動車上，估計要等到2020年。

固態電池：更輕便，更安全。

傳統鋰電池採用液態電解質，而固態電池原理相同，只是將電解質換成固態——通常是金屬混合物。這樣設計的好處是讓更多帶電離子聚集在一起，傳導更多的電流，同時有效減少電池體積和重量，安全性更出色。因為液態電解質在高溫下會發生副反應，容易產生爆炸，而固態電池就不會有這問題。

雖然固態電池全方面改良了鋰電池，但特斯拉CEO馬斯克並不看好它，因為它生產成本實在太高，短期內難以下降。正因如此，許多資金匱乏的新創公司或者破產，或者被收購。目前最接近量產的Sakti3固態電池就已經被戴森公司接手，戴森最近宣布投資14億美元來建立電池廠，這場豪賭能否讓固態電池儘快普及？仍有待觀察。

半固態鋰液流電池：生產成本更低。

在此領域最領先的莫過於蔣業明教授開創的24M公司，半固態鋰液流電池可以說是對液流電池的改進，它的電極由鋰化合物粒子和電解液混合而成，電極厚度比傳統鋰電池增加5倍，既提升了能量密度，又減少80%的“非活性”材料，從而降低了材料成本。

同時這種設計還免去了乾燥這道工序，意味著可以撤掉不必要的生產線，生產時間也得到壓縮。據推測，到2020年每千瓦時容量的成本將降到100美元以下。這項技術顛覆了傳統思路，但也意味著現有生產線和工藝不適用於它，所以24M公司仍處於摸著石頭過河的階段。

不知道更遠的未來，有沒有一種電池能結合以上電池的優點，做到完美，未來值得期待。除了以上這4項技術，還有泡沫電池、鋰硫電池、石墨烯等也引起了廣泛關注，大部分都處於研發階段，還很難說哪種電池會成為下一代的主流產品。百花齊放雖是好事，但也造成了研究資金的分散。

研究機構LuxResearch數據顯示，在過去八年，新創公司平均只獲得4000萬美元的總投資，換成每一年就是500萬美元，可以說是杯水車薪，要實現量產可謂荊棘滿途。而反觀實力雄厚的大公司，比如三星、LG和松下，近幾年愈發保守，更傾向於改進現有技術，缺少大刀闊斧改革技術的決心。因此，鋰電池在短期內不會被淘汰，仍將佔據主流地位。