現如今，我們日常使用的許多電子設備都需要依賴于電池工作，不管是智能手機、筆記本電腦、電動汽車還是其他設備。我們生活在一個技術創新爆炸性增長的時代，但許多新技術仍然得依靠相同的能量存儲方法。

電池技術盡管在逐步發展，但它在過去十年的時間里并沒有多大的變化。大量資源投入到了環境效率的提升，以及存儲和性能的小幅優化上面，但電池的基本工作原理并沒有任何不同。

電池領域的這種停滯正在限制一些技術的向前發展。那么為什么電池技術本身的發展如今艱難，這對于其他技術又意味著什么呢？

嚴峻的電池問題

首先我們要看看電池問題的根源。整個20世紀90年代，占統治地位的是鎳鎘電池，但隨后問世的鋰離子電池迅速取而代之。鋰離子電池的能量密度達到了標準鎳鎘當量的兩倍以上，并有可能獲得更高的能量密度。它的工作行為與之類似，可以在單個單元而非整個系列上運行。它維護成本低，自放電量也更低。

盡管存在一些缺點——比如本身較為脆弱和需要保護電路——鋰離子電池的效率非常高，有人甚至將其稱作是“理想的”電池。

在摩爾定律不斷推進的時代，認為任何技術發展都存在根本限制似乎是個很奇怪的想法。但電池功能有點不同，因為當中有很多變數需要考慮，似乎任何一個區域的增加都會導致另一個區域的減少。

比如說，你可以制作出具有更高功率（瓦特）或更高能量水平（瓦特小時）的電池，但無法在同一塊電池上同時做到這兩點。超級電容器完美地說明了這一點：它們可以釋放大量的能量，但一次只能持續幾秒鐘。因此，許多迭代式的進步只是在單個層面上向前發展，而沒有帶來整體上的技術進步。

這也不是新電池技術發展的唯一問題，它還面臨著下面這些挑戰：

1.選擇

除了鋰離子電池以外，研究領域還有幾十種可能的開發方向，其中包括可提供清潔能源、只會排放水的氫燃料電池，以及使用細菌加速化學反應的生物電化學電池。

問題是，有這么多的選擇，很難說出哪些方向具有真正的潛力成為長期替代品，哪些只是讓人走彎路。因此，研究人員不愿將所有的雞蛋放在一個籃子里。

另一個問題是，開發下一代電池的成本太高。根據LuxResearch的數據，在八年的時間里，普通電池創業公司初始投資只吸引了4000萬美元的資金。

這似乎并不是一個小數目，但大多數技術需要數億美元才能獲得一個良好的開端，并且可能需要數十億美元來進行全面開發。但是，大多數投資者不愿意將這筆錢投入到一個成功機會很小的技術上。

3.規模

此外，將技術從實驗室發展轉化稱全面商用也是一個難題。有前途的新電池技術通常在微觀層面上看起來不錯。舉個例子，只有在實驗室條件下，你可能才會注意到新型化學材料的儲存潛力。

但是當你開發更大型號的電池時，當中可能就會出現問題，比如化學過程可能無法有效展開，或者是條件（如溫度或長期使用）可能不適合商業使用。這有可能嚇跑潛在的研究人員和投資者。

4.測試，可靠性和安全性

最近發生的鋰離子電池著火問題說明，我們對電池安全后果的了解是多么有限。任何新的電池技術都需要執行比我們現有技術更高的標準，這也就意味著，原本就已經很長的開發周期現在又要額外增加多年的研究和測試。

正因為如此，任何新的電池技術都會花費幾年甚至幾十年的時間才能完全發展，即使如此，新技術應用的安全性也不能保證。

那么這種電池停滯對其他新興技術有什么影響？

再生能源

太陽能發電是清潔和可再生的，而且生產成本也變得越來越低。問題是，光照并不總是存在的，多云天氣和夜間都是問題，除非你有一種有效的方式來儲存白天產生的多余能量。如果沒有高效的電池存儲，太陽能仍然是昂貴的，不僅不適用于許多應用方向，并且永遠無法成為我們當前能源需求的完全替代品。

手機

智能手機的耗電量非常高，并且每天都得充電。手機電池目前的壽命只有幾年，因為鋰離子電池可以充電的次數是有限的。如果沒有新型電池來延長使用壽命，手機開發周期將會更快，并且處理能力可能會使電池問題更加嚴重（因為更高的性能會進一步增加功耗）。

電動汽車

電動汽車的環保性要比燃油車高非常多，但即使是最好的車型也需要定期充電-這對消費者來說非常煩人且成本高昂。更好的電池可以存儲更多的電量，從而增加行駛速度和續航里程。但是在目前，電動汽車的這一方面只有一些微小的改進。

現狀

目前，大多數電池生產巨頭，電池創業公司和其他科技機構將繼續專注于標準鋰離子電池的迭代改進。這從長遠看并不是最佳解決方案，但卻是最安全的解決方案之一——盡管改進效果不大，但好在很穩定。

在足夠多的投資者開始關注風險較高的項目，并向有革命性潛力的技術進行投資之前，我們所能看到的電池技術發展也就僅此而已。