伴隨著新一代電池的不斷發(fā)展，鋰離子電池技術(shù)已經(jīng)取得了巨大的飛躍。但是，這種電池組仍面臨很多難題:

例如,它所使用的鈷等原材料源自一些局勢動(dòng)蕩的國家，并被很多人認(rèn)為充滿了原罪；或者，如果這種電池破損、或者裝載過多能量時(shí)會(huì)非常危險(xiǎn)。

世界范圍內(nèi)，數(shù)百家公司和數(shù)千名科學(xué)家關(guān)注的焦點(diǎn)就在于如何解決這些難題。

在這個(gè)擁擠的領(lǐng)域的競賽中，埃隆·馬斯克的特斯拉（Tesla）、一位法國億萬富翁領(lǐng)導(dǎo)的企業(yè)博洛雷（Bollore）和位于馬薩諸塞州的一家初創(chuàng)企業(yè)派立昂(Pellion)暫時(shí)取得了領(lǐng)先。

“未來的技術(shù)將專注于提升性能，儲(chǔ)存更多能量，在延長續(xù)航里程的同時(shí)降低成本。未來，數(shù)以億計(jì)的資金將用于這項(xiàng)研究。”沃爾特能源(VoltaEnergyTechnologies)的CEO杰夫張伯倫(JeffChamberlain)這樣說道。

下面，我們就來看看上述的三家企業(yè)到底做了什么，又代表了怎樣的未來方向。

特斯拉：鈷含量更少的電池

電池制造商們都正努力將其設(shè)備中的鈷含量降至最低水平，以控制成本、維護(hù)企業(yè)聲譽(yù)。鈷的問題在于，它主要是在剛果民主共和國開采的，近幾十年來，該國一直沖突不斷。

達(dá)頓大宗商品有限公司(DartonCommoditiesLimited)的數(shù)據(jù)顯示，盡管大部分原材料是在正規(guī)的商業(yè)礦區(qū)開采的，但是，約有15%的鈷源自那些經(jīng)常使用童工的手工小礦。

因此，企業(yè)面臨越來越大的壓力。企業(yè)該怎么追蹤鈷的來源、證明其來源是合乎道德呢？這說起來容易做起來難。因?yàn)榻^大多數(shù)的礦在被加工的過程中，都不會(huì)把來自不同礦山的材料區(qū)別地存放。

彭博新能源財(cái)經(jīng)(BloombergNEF)能源存儲(chǔ)分析師詹姆斯弗里斯(JamesFrith)表示:“不幸的是，鈷很善于維持材料的結(jié)構(gòu)，就像電池界的水泥一樣。在充電和放電階段，它可以很好地防止電池內(nèi)部化學(xué)物質(zhì)的變質(zhì)。”

剛果政府最近表示，今年將再次提高生產(chǎn)者的開采使用費(fèi)。然而，供應(yīng)鏈的不穩(wěn)定的同時(shí)，電動(dòng)汽車行業(yè)對(duì)鈷的需求卻在不斷飆升，今年4月底，鈷價(jià)格達(dá)到峰值，每磅44.08美元，是2016年初的10.60美元4倍還要多。目前，鈷的交易價(jià)格為每磅34美元。

在減少電池中鈷的競爭中，特斯拉和它的電池供應(yīng)商松下處于領(lǐng)先地位。

特斯拉宣稱，特斯拉目前生產(chǎn)的Model3和家用儲(chǔ)能產(chǎn)品PowerWalls的電池中所含的鈷含量不足3%，比亞洲很多領(lǐng)先的電池制造商的目標(biāo)含量還要低。

從去年6月開始，特斯拉就開始以這種標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)電池，與該公司將Model3產(chǎn)能提升至50萬輛的目標(biāo)并行。Model3的目標(biāo)是在2018年生產(chǎn)50萬輛汽車。特斯拉8月份表示，它每年生產(chǎn)200億瓦時(shí)的電池。

在最近的股東電話會(huì)議上，特斯拉CEO埃隆馬斯克(ElonMusk)表示:“我們鎳鈷鋁三元正極材料中鈷的含量已經(jīng)低于其他電池生產(chǎn)商的下一代目標(biāo)含量。我們認(rèn)為我們能做到讓鈷的含量忽略不計(jì)?！?br/>
特斯拉蒂爾堡工廠的車間中放置的電池組

彭博新能源財(cái)經(jīng)表示，鈷的需求上升可能會(huì)在2020年代初造成供應(yīng)沖擊。

全球有幾家規(guī)模較小的公司正在研究和制造完全不含鈷的電池，但是，無論是荷蘭的LithiumWerks，還是美國的初創(chuàng)公司科納米克斯(Conamix)，它們的生產(chǎn)規(guī)模都遠(yuǎn)不及特斯拉。

韓國化工巨頭LG化學(xué)目前生產(chǎn)的電池鈷含量為20%。該公司的計(jì)劃在2020年至2021年間將鈷的含量減半。首爾的SK創(chuàng)新有限公司(SKInnovationCoLtd.)發(fā)言人透露，該公司已經(jīng)完成了一種電池的研發(fā)，這種電池的鈷含量為10%，但目前還沒有投產(chǎn)。

法國博洛雷：更安全的電池

電池故障造成的災(zāi)難新聞屢見不鮮，因?yàn)殡姵亟M很容易著火。三星智能手機(jī)和波音Dreamliner客機(jī)的起火事件在人們腦海中也難以抹去。

電動(dòng)汽車的電池其實(shí)也很容易受到這種影響，一旦發(fā)生碰撞，就會(huì)擊穿電池組，致使電池內(nèi)部局部溫度過高，最終導(dǎo)致電解液（溶劑多為易燃有機(jī)物）和隔膜燃燒起火，甚至發(fā)生爆炸。

為了避免這種情況的發(fā)生，電池制造商正嘗試著將液態(tài)電解質(zhì)轉(zhuǎn)換為固體材料。億萬富翁文森特博洛雷(VincentBollore)持有的法國博洛雷集團(tuán)(BolloreGroup)旗下的BlueSolutions就在固態(tài)電池領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位，目前已經(jīng)有兩家工廠在運(yùn)營。

博洛雷集團(tuán)總裁文森特博洛雷(VincentBollore)與其旗下Autolib共享電動(dòng)汽車

近幾個(gè)月來，固態(tài)電池領(lǐng)域已經(jīng)吸引了近4億美元的資金。

今年初，美國固態(tài)電池初創(chuàng)公司IonicMaterials在其C輪融資中籌集到了6500萬美元，包括雷諾-日產(chǎn)-三菱聯(lián)盟、現(xiàn)代、道達(dá)爾（Total）和日立都參與了投資。今年夏天，大眾也向加州一家名為QuantumScape的公司投資1億美元，將與之建立一家合資公司。大眾表示，希望到2025年建立一條固態(tài)電池技術(shù)的生產(chǎn)線。

BlueSolutions已經(jīng)能規(guī)?；a(chǎn)固態(tài)電池。該公司在法國北部和加拿大的工廠每年生產(chǎn)500兆瓦時(shí)（megawatt-hours）的電池組，足夠?yàn)?萬輛電動(dòng)汽車提供動(dòng)力。該公司與戴姆勒、雪鐵龍(Citroen)等汽車制造商以及工程公司GaussinManugistique都建立了合作關(guān)系。

BlueSolutions的一位發(fā)言人表示，該公司正致力于“在現(xiàn)有產(chǎn)品中引入其電池技術(shù)”，但仍然需要說服客戶，使他們相信選擇第一種可用的固態(tài)鋰金屬電池是正確的。

BlueSolutions還計(jì)劃推出升級(jí)版的固態(tài)電池，預(yù)計(jì)在2019年下半年，使用這一技術(shù)電池的可儲(chǔ)存能量將增加40%.

派立昂：更高的能量密度

電池的最終目標(biāo)是將最大的能量壓縮到最小的空間，這就是常說的能量密度。電池儲(chǔ)存的電量越多，汽車的續(xù)航里程就越長，手機(jī)或筆記本電腦在兩次充電之間的使用時(shí)間也就越長。

電池的重量也特別關(guān)鍵。機(jī)器越輕，推進(jìn)或驅(qū)動(dòng)所需的能量就越少。這一點(diǎn)對(duì)汽車、無人機(jī)以及新興的電動(dòng)飛行汽車行業(yè)尤其重要。

位于馬薩諸塞州的初創(chuàng)公司派立昂技術(shù)公司(PellionTechnologies)生產(chǎn)了一種電池，稱這種電池的儲(chǔ)電量是傳統(tǒng)電池組的兩倍。該公司上季度就已經(jīng)開始向客戶發(fā)貨，并計(jì)劃明年將產(chǎn)量提高10倍。

散落在分離機(jī)器上的鋰礦石

電池制造商正嘗試著使用其它材料作為負(fù)極材料來提高能量密度?，F(xiàn)在比較常用的是石墨，常常用于制造鉛筆芯。研究人員現(xiàn)在正在用硅和金屬鋰來替代一部分石墨。

伍德麥肯茲公司旗下可再生能源咨詢機(jī)構(gòu)GTMResearch的儲(chǔ)能總監(jiān)拉維曼加尼(RaviManghani)表示，從石墨轉(zhuǎn)而使用硅時(shí)，可以大大減少制造這些負(fù)極所需要的材料數(shù)量。把它換成金屬鋰，能量密度將變成原來的兩倍或三倍。

派立昂CEO大衛(wèi)·伊格爾沙姆(DavidEaglesham)透露，該公司的電池只有在充電時(shí)才會(huì)用到鋰金屬，這使電池的制造變得安全。

今年年初，該公司的電池開始銷售，第一批訂單是在今年4月。從那以后，它制造了大約3萬個(gè)電池，預(yù)計(jì)明年將增加上萬個(gè)。

伊格爾沙姆說：“派立昂的電池可以在任何鋰離子工廠生產(chǎn)。我們與合作伙伴簽訂了合同，這促使我們可以擴(kuò)大產(chǎn)能?！?/p>