在美國加州的某些地方，如富有的拉霍拉、高科技的山景城，人們只要行走在街上，仿佛就能夠窺見汽車工業的未來。在那些城鎮里，路上行駛著的不是特斯拉[微博]就是尼桑聆風，再者就是其他款式的電動車。不過，電動車會成為汽車工業的未來嗎？著名投行摩根·斯坦利今年發布了一份報告：除了特斯拉的Model S之外，目前市面上的純電動車無一例外地統統沒有達到市場預期目標，從目前來看，到2020年電動車能占據全球汽車市場的1%就不錯了。
北京的焦慮
究竟是什么讓電動車撞上了南墻？其實是所謂的“里程焦慮”在作祟。簡單來說，就是人們擔心電動車的續航能力不足。
美國電動車的擁躉們并不認為這是一個很大的問題。他們會告訴你：如今七至八成的城鎮司機每天通勤和日常出行開車里程不超過150公里，而美國人的平均每日駕駛里程更是僅為50公里左右，現在的主流電動車已經具有足夠的續航能力。
在地球的另一邊，北京霧霾最嚴重的日子，人們也開始暢想電動車取代汽油車的未來——在方便出行的同時，亦能擁有藍天白云，那將多么美好？然而，在北京這樣巨大的城市里，電動車的電池容量問題卻不像美國加州那些司機們說得那樣簡單。
想象一下這樣的場景：你住在燕郊，在五棵松上班，每天往返里程合計約為120公里。你開著一輛主流電動車出門，根據美國環境保護署評測，它在充滿電的情況下最多能開103英里(約合165公里)，理論上足以應付這段里程。不過，你今天中午還開車出去吃了飯，回家路上遇到交通管制繞了一大圈，然后還遇上了嚴重的大塞車，于是你發現，你還有2公里才到家，而你的車已經徹底沒電了。
這是非常現實的問題：隨著房價的攀升，越來越多在北京上班的人選擇住到通州、燕郊、昌平或大興等郊區，他們的通勤里程奇高，已經遠遠超出了所謂的“平均水平”。特斯拉革命盡管有專家認為120英里(約合193公里)的續航里程已經足夠，但對于電動車來說，理想的狀況依然是要達到與汽油車相媲美的公里數，亦即500公里左右。這個數字看起來不大，然而市面上卻僅有特斯拉Model S達到了市場預期。
Model S具備三種不同的電池組規格，容量分別為40千瓦時、60千瓦時、85千瓦時。其中，85千瓦時的電池組可供汽車行駛300英里(約合482公里)，足以滿足大多數人的需要。
為了配合Model S的高效電池組，特斯拉還在全球各地布置Super Charger充電站。這種充電站采用高壓充電技術，以120千瓦的功率為電動車充電，可以在30分鐘內為Model S充好能夠開170英里(約合273公里)的電量。根據特斯拉官網提供的信息，它們已經在北美開設了94座這樣的充電站，并且將在明年之內把這個數字提高到300座以上，讓人們得以實現東西兩岸之間的長途駕駛。
特斯拉的布局已經相當完整：電動車有能與汽油車相媲美的續航能力，亦可以像汽油車一樣輕松補充能量，以實現長途旅行。按照這個發展勢頭，電動車取代汽油車也很有可能。然而，在理想與現實之間，仍有一個巨大的障礙，那就是價格。
為了實現超大電量，Model S的售價也相當高昂，85千瓦時版本在美國售價為93400美元，即使是抵扣掉7500美元的聯邦稅減免優惠后，也要8萬多美元；而根據2013年《凱利藍皮書》的統計，美國新車平均售價為32086美元，而且這都已經超出了大多數美國家庭的負荷能力。
此外，即使是Model S的鎳鈷鋁電池，其電池組重量依然達到了1500磅(約合680公斤)。雖然儲能效率遠遠高于同類產品，但考慮到跑同樣里程的汽油車只需要50公升的油，兩者之間依然有著巨大差距。于是，能否進一步提高電池能量密度，以及盡可能減少成本，就成了電動車是否能夠真正成為汽車工業未來的關鍵。
如果電池能呼吸
所謂能量密度，就是單位體積中包含的能量，單位是Wh/kg。我們知道，汽油的能量密度在13000Wh/kg左右，而現今世界上最好的鋰離子電池的能量密度也僅為300Wh/kg左右，而特斯拉的電池單元能量密度預測在250Wh/kg左右，這已是電動車電池行業的不二王者。然而，電動車想要取代燃油車，至少需要達到700Wh/kg的能量密度。
如何造出更好的電池呢？無非是在正極、負極和電解質等材料上做文章。比如說，特斯拉的鎳鈷鋁電池，就是采用了鎳鈷鋁三元正極材料。為了更好地利用不同的復合材料，研究者們不僅要找出能用的材料，還要發現它們為什么能用，以及它們是怎樣使用的，亦即，電子如何圍繞這些材料而運作。
鋰電池產業鏈企業推廣，鋰電網（li-b.cn）歡迎投稿。
