电池技术会出现“大突破”吗?


  我们都知道,电池的性能主要是透过以体积/重量来计算的能量密度所定义,这是一个取决于我们如何预期电池电量的关键因素;技术知识水准从接近零到非常先进的那些所谓“专家”,不断提醒我们这个明显的事实,然后发表他们认为接下来将/应该有的发展。

  在很多情况下,那些“专家”所发表的文章都会附上一个议程(最常见的一种就是“多给我们一些经费,好让我们能完成研发…”),因此很难去分辨事实上到底是有希望还是只是一厢情愿的想法。这也是为什么我对《华尔街日报》最近的一篇文章“科技世界因电池技术进展缓慢而烦恼(Tech World Vexed by Slow Progress on Batteries)”印象深刻,那是我认为对我所见的现今电池技术状况与进展,最精辟的评论文章之一;该文有两大重点:

  在过去几年,有让很多产品包括智慧型手机与电池供电工具机(这是文章作者所列出的例子)实现的显着科技进展;虽然每个进展的幅度可能不大,但它们为性能指标带来了实质性的提升。

  那些最被大肆吹嘘的、大家都需要且期待的“突破”,或是号称已经很“接近”,其实都还看不到;当你往后退一步、放大眼界,进步肯定是有的,但还在一层层往上增加,并非大幅度的跃进。能让电池重量更轻、电量密度更高、成本更低(而且最好同时发生)的技术突破,并非在不远的未来;看来虽然我们常被那些研究人员声称的技术突破所轰炸,但那些都是没有实际内涵的炒作。

  那些被信以为真的、即将逼近的“大突破”,实际上只是不同程度的细微进步,并没有达到改变游戏规则或是“典范转移(digm shifts)”;此外,就算是最细微的电池技术进展,要从原型实际量产、再让系统厂商采用,会是一个很长的过程至少十年以上。而无论是技术或者是化学材料,电池的生产是非常资本密集、材料密集且制造密集的过程。

  还有另外一个关于那些“突破”的问题是,只能以回溯的方式来辨别它们,因此你需要事后诸葛的观点;这有点像是峰值检测,你只能在一个高峰值过了之后才能判断它。突破是非常困难、甚至不可能看到它即将达成或发生,而要看到技术突破实际展现威力更是难上加难;例如以下几个产业界的大突破:

  电晶体(1947年)被证实能做为类比放大器,它能扮演数位开关功能区块的角色当时并未被预见;

  积体电路(1958年)一开始被当成类比音讯振荡器,而其整合了大规模数位功能所带来的影响当时并不明显;

  雷射(1960年)被观察家称为“正在寻找可解决之问题的解决方案”,而我们都知道后来情况演变成怎样!

  也许在某个时间点会出现真正的数量级电池技术突破,那可能需要一个基本上与目前我们所知的电化学电池技术完全不同的基础原则,也许那会是一种迷你型融合装置(当然不是不可信的冷融合),或是采用一种与我们目前所知完全不同之电化学技术,甚至是非化学型、一种全新型态的电池。

  总而言之,认为我们已经知道会发生在分子等级的一切基本过程、只要更努力更聪明地应用它们就好,是很天真的想法;历史上科学与工程领域的演进,有很多案例是一切被假设为已知的,但其实并不是。有很多情况是,不同的进展以没有人预期的方式一起发生。你对于电池技术的实际状况评价如何?对那些炒作与期望相抗衡的现实又有何看法?