特斯拉又有新動(dòng)作了，屬于電池行業(yè)的跨越式發(fā)展，續(xù)航百萬(wàn)英里的電池是夢(mèng)嗎？

2019年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)揭曉后，約翰·古迪納夫的研究將人們的視線轉(zhuǎn)向了電池行業(yè)的發(fā)展，近期，特斯拉宣稱已經(jīng)發(fā)明出了能續(xù)航百萬(wàn)英里的電池，可供一輛汽車行駛足足76年。埃隆·馬斯克的這項(xiàng)技術(shù)或?qū)⒊蔀槲磥?lái)所需的無(wú)人駕駛汽車研發(fā)的關(guān)鍵。

自從愛迪生以來(lái)的一個(gè)世紀(jì)中，電池的世界夾雜著夸張和小謊言。美國(guó)大學(xué)和私人實(shí)驗(yàn)室通常會(huì)宣布所謂的重要新飛躍，但當(dāng)攝像機(jī)消失之后，他們就會(huì)沉默了。

很多人都對(duì)特斯拉的CEO埃隆·馬斯克存有懷疑，包括美國(guó)監(jiān)管機(jī)構(gòu)和華爾街，因?yàn)樗偸菚?huì)提出一些沒(méi)法實(shí)現(xiàn)的要求，有時(shí)還直接違反法律。但現(xiàn)在，這個(gè)讓人生疑的汽車制造商卻申請(qǐng)了一種電池系統(tǒng)的專利，這個(gè)電池可以保持續(xù)航一百萬(wàn)英里，對(duì)于普通美國(guó)人來(lái)說(shuō)，足足夠駕駛76年。

曾經(jīng)有人需要這這么一輛車么？不清楚。但是如果你是馬斯克，那么你會(huì)發(fā)現(xiàn)，未來(lái)會(huì)有一支車隊(duì)，可以在車主不使用的時(shí)候，轉(zhuǎn)變成為無(wú)人駕駛或是自動(dòng)駕駛的出租車，他希望這支車隊(duì)將會(huì)成為特斯拉的一個(gè)新的巨大盈利點(diǎn)。

歐美前沿的電池研究人員雖然對(duì)特斯拉這個(gè)系統(tǒng)的成本不是很確定，但有一份新鮮出爐描述續(xù)航百萬(wàn)英里電池的學(xué)術(shù)論文卻是嚴(yán)謹(jǐn)而又令人信服。“它的結(jié)論是驚人的，”加州大學(xué)伯克利分校材料科學(xué)教授Gerbrand Ceder這么說(shuō)道。

加拿大達(dá)爾豪斯大學(xué)教授Jeff Dahn是這篇論文的作者，他和特斯拉簽過(guò)合約。這篇論文主要提出了無(wú)人駕駛出租車，公共汽車和二輪半拖車的實(shí)質(zhì)性進(jìn)步。用有二十年壽命的網(wǎng)格電池，這些車只要20分鐘就能充好電。這些正是新電時(shí)代最大的野心，而一種新的鋰離子電池，正如如Jeff Dahn所說(shuō)的，將大大恢復(fù)馬斯克在應(yīng)用尖端技術(shù)領(lǐng)域的聲譽(yù)。

如果你是馬斯克，那么你會(huì)發(fā)現(xiàn)，未來(lái)會(huì)有一支車隊(duì)，可以轉(zhuǎn)變成為無(wú)人駕駛或是自動(dòng)駕駛的出租車

在過(guò)去的四到五十年中，很少有發(fā)明能像鋰離子電池那樣對(duì)不起眼的電池行業(yè)產(chǎn)生影響。也正是這項(xiàng)技術(shù)使20世紀(jì)突破性的電子杰作——晶體管——擺脫了家庭和辦公室的電源線束縛，成為移動(dòng)電子革命的引擎。鋰離子的心臟——陰極——于1981年由約翰·古迪納夫發(fā)明（當(dāng)時(shí)他在牛津大學(xué)任教，而現(xiàn)在是美國(guó)德克薩斯大學(xué)的教授），十年后，由索尼公司推向市場(chǎng)。像您現(xiàn)在閱讀這篇文章所拿的手機(jī)里，就肯定有古迪納夫的發(fā)明。從那以后，包括Jeff Dahn在內(nèi)的研究人員發(fā)明了三四個(gè)相互競(jìng)爭(zhēng)的鋰離子配方，但它們卻都保留了古迪納夫的原始架構(gòu)。四十年后，古迪納夫的基本想法仍然是電池行業(yè)的金科玉律。

關(guān)于鋰離子要了解的另一件事就是它與晶體管的區(qū)別。摩爾定律描述硅芯片大約每18個(gè)月就得將其功率翻倍，但電池沒(méi)有類似于摩爾定律的規(guī)則。如果鋰離子以硅的速度被提升了，那么到現(xiàn)在它可能幾乎已經(jīng)將化石燃料趕出了運(yùn)輸業(yè)，還能一并解決氣候變化的問(wèn)題。自1981年以來(lái)，雖然鋰離子已有所進(jìn)步，但卻并沒(méi)有達(dá)到這個(gè)速度。

十年前，鋰離子電池的成本超過(guò)$ 1，100/kWh，這是衡量能量密度的指標(biāo)。在當(dāng)時(shí)，美國(guó)能源部設(shè)定了$ 100/kWh，算是里程碑一樣的目標(biāo)。如果能達(dá)到，那么電氣設(shè)備將會(huì)和汽車就爭(zhēng)奪首要地位來(lái)一次正面交鋒。對(duì)于像我這樣年復(fù)一年在行業(yè)會(huì)議上聽到各種目標(biāo)的人來(lái)說(shuō)，就很荒謬，因?yàn)槲覐臎](méi)有聽說(shuō)過(guò)有哪個(gè)研究人員認(rèn)為這種想法是可行的。

但是，根據(jù)可再生能源研究公司BloombergNEF的最新研究，感覺已經(jīng)差不多了。去年，成本已經(jīng)下降到平均$176/kWh。BNEF還表示，在五年之內(nèi)，它將會(huì)降至100美元以下。

在一定程度上，汽車制造商將節(jié)省下來(lái)的成本以更低的價(jià)格推向市場(chǎng)，那么電動(dòng)汽車的銷量可能會(huì)激增。BNEF設(shè)想電動(dòng)汽車制造商會(huì)做到這一點(diǎn)。到2040年，電動(dòng)汽車將會(huì)因?yàn)槠挖A得這場(chǎng)戰(zhàn)爭(zhēng)：會(huì)有57%的美國(guó)乘用車將會(huì)銷售電子車，而且在全球范圍內(nèi)，電動(dòng)汽車將會(huì)占道路上所有行駛汽車的近三分之一。

除了約翰·古迪納夫本人之外，在這個(gè)電動(dòng)汽車時(shí)代，沒(méi)有一個(gè)人能比馬斯克和他的公司特斯拉更能發(fā)揮作用了。就在2008年馬斯克決定接管特斯拉之后，電動(dòng)汽車便成為了當(dāng)今一個(gè)主要的嚴(yán)肅話題。四年前，Jeff Dahn（他自己是電池領(lǐng)域的那幾十個(gè)或十幾個(gè)最重要的思想家之一）決定要加入馬斯克的公司，一起做特斯拉的項(xiàng)目。他放棄了與3M長(zhǎng)期獨(dú)家的商業(yè)合作關(guān)系，和特斯拉簽了一份五年的工作協(xié)議。