看似不起眼的電池竟成為豐田、索尼等大公司發(fā)展的枷鎖，它的麻煩最多，卻蘊(yùn)藏著豐富的開發(fā)空間

精準(zhǔn)的市場(chǎng)定位、領(lǐng)先的技術(shù)水平、迅捷的研發(fā)能力，一直是日本小型車的制勝寶典。他們打著更快更新更廉價(jià)的招牌，在通用、福特等巨擘面前，強(qiáng)行分得了美國市場(chǎng)的一大杯羹，讓這些老牌的汽車生產(chǎn)廠商們，眼睜睜地看著日本車在洛杉磯的高速公路上縱橫馳騁卻又無計(jì)可施。正所謂成也技術(shù)，敗也技術(shù)，預(yù)計(jì)在2008—2010年間推出12款混合動(dòng)力車的豐田公司，由于鋰電池的技術(shù)問題無法解決，不得不推遲了該項(xiàng)計(jì)劃。這無疑是通用、福特的天賜良機(jī)：誰能盡早把新一代電池研發(fā)成功，誰便能重掌上千億美元的汽車消費(fèi)市場(chǎng)的話語權(quán)。鹿死誰手，就決定在一塊小小的電池身上。

為了電池傷透腦筋的遠(yuǎn)不止豐田一家。今年7月，一位諾基亞的手機(jī)用戶在給手機(jī)充電時(shí)就遭遇了驚險(xiǎn)的一幕：電池起火并燒著了地板。趕來救火的日本大坂消防部門將這起事故定性為“火災(zāi)事故”。此后，諾基亞在全球范圍內(nèi)陸續(xù)接到約100宗電池過熱的報(bào)告。最后不得不召回由日本松下電子公司生產(chǎn)的多達(dá)4600萬塊手機(jī)電池，受此影響的機(jī)型超過SO款。而僅由松下公司承擔(dān)的召回費(fèi)用就高達(dá)1.74億美元，消息一出，松下電子的股價(jià)便一路跌至了兩年來的最低谷。經(jīng)濟(jì)損失事小，聲譽(yù)損失事大。一位消費(fèi)者表示，他心目中的諾基亞手機(jī)從來都是“信得過”產(chǎn)品，召回事件發(fā)生后，他決定推遲自己換購該品牌手機(jī)的想法，“先觀察一段時(shí)間再說”。

故事只是剛剛拉開序幕，在過去的一年中，頻繁發(fā)生了多起電池的爆炸、起火等事故，東芝、戴爾、IBM……越來越多的國際巨頭紛紛在小小的電池身上折戟沉沙，人們不禁發(fā)出疑問：電池究竟中了什么巫師的詛咒?最近，索尼公司新開發(fā)了一款以糖溶液為原料的燃料電池，它讓人們?cè)谛挠杏嗉轮蟪錆M了期待：該款電池帶有一個(gè)以蔬菜為原料制成的外殼，跟一塊普通手機(jī)電池差不多大，不僅可以為Walkman供電，還能帶動(dòng)小型的電風(fēng)扇。而最令人振奮的，當(dāng)屬這款電池卓越的安全性能。畢竟，人們已經(jīng)把對(duì)安全的要求提到了首要的位置。對(duì)曾召回?cái)?shù)百萬塊電池的索尼公司來說，“糖電池”也許就是那個(gè)能夠解除巫師詛咒的“魔法石”。

電池的困境

美國一項(xiàng)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，鋰離子電池以其77％的市場(chǎng)占有率，雄踞小型電池市場(chǎng)之首。受惠于通信及電子市場(chǎng)的持續(xù)繁榮，電池的需求量仍然巨大。估計(jì)到2010年，全球市場(chǎng)對(duì)鋰電池的需求量將從2006年的21億塊增加到32億塊。然而，如果無法有效解決鋰離子電池本身的安全性問題，那么巨大的需求將無異于伴隨著巨大的隱患。

眾所周如，目前應(yīng)用于筆記本、手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)等便攜式電子產(chǎn)品的主要能源來自鋰離子電池。鋰離子電池的正極材料通常由鋰的活性化合物組成，負(fù)極則是特殊分子結(jié)構(gòu)的碳。而鋰離子電池在多次充放后容量會(huì)下降，其原因主要是正負(fù)極材料本身發(fā)生了變化。從理論上來說，電池會(huì)慢慢老化直至達(dá)到其生命的終點(diǎn)。那么，爆炸甚至起火背后的玄機(jī)在哪里?比克電池公司(全球第七名的鋰電池生產(chǎn)企業(yè)，為富士康等大公司供應(yīng)手機(jī)鋰電芯)的工程師鄧中一博士告訴《環(huán)球企業(yè)家》：“在電池生產(chǎn)過程中，很難避免金屬碎末的掉入，電池里有了金屬碎末，一個(gè)幾乎無法避免的后果便是電池部分內(nèi)短路。內(nèi)短路一旦發(fā)生，就像多米諾骨牌的連鎖效應(yīng)，便會(huì)引發(fā)電池發(fā)熱和爆炸。”

電池不穩(wěn)定的根源，既有正負(fù)極材料和設(shè)計(jì)的不足，也在于生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的管理疏漏。對(duì)此，行業(yè)自救行動(dòng)已經(jīng)開始—2007年11月，筆記本電腦電池1625標(biāo)準(zhǔn)將正式出臺(tái)。這套極其嚴(yán)格的把關(guān)程序，是美國電氣及電子工程師學(xué)會(huì)(IEEE)聚攏了全球相關(guān)人士，歷時(shí)一年的討論結(jié)果。類似的手機(jī)1725標(biāo)準(zhǔn)已于更早時(shí)通過。

未來鋰離子電池的發(fā)展趨勢(shì)，一方面是不斷提高它的比能量，即單位體積電池的帶電量越來越多，另一方面則是對(duì)安全性能的不斷完善。然而技術(shù)分析的結(jié)果并不樂觀：電池的能量越大，危險(xiǎn)性也就越高。由此看來，要實(shí)現(xiàn)兩者的完美統(tǒng)一，似乎只是一個(gè)悖論。難道沒有一種電池能夠集安全與持久于一身嗎?為了這個(gè)目標(biāo)，全世界的研究者們達(dá)成了共識(shí)—燃料電池。夢(mèng)想的啟程

兩年前，一名16歲的英國男孩彼得·阿瑟，成功地實(shí)現(xiàn)了讓倉鼠給手機(jī)電池充電。他把倉鼠的轉(zhuǎn)輪架和一個(gè)小發(fā)電機(jī)連在了一塊兒，再接到手機(jī)充電器上，小倉鼠只要在它的轉(zhuǎn)輪架上跑上兩分鐘，產(chǎn)生的電力就可以讓手機(jī)通上三十分鐘的電話。彼得的小發(fā)明帶來了啟發(fā)：如果一款電池可以取代鋰電池一統(tǒng)天下的格局，那么電池的產(chǎn)業(yè)格局就可以向著更完美的方向發(fā)展。

一種大膽的想法是核電池。想象一下，不必再更換你的筆記本、手機(jī)和Gameboy游戲機(jī)的電池，只需一塊電池就可以不斷地使用下去，這該是一件多么美妙的事情。如果有朝一日核能能和常規(guī)能源一樣被廣為利用，電池壽命是不是就不再成為一個(gè)難題?但是令人擔(dān)憂的事實(shí)是：這種電池的安全性不會(huì)比鋰電池高多少，也許更甚于后者?；蛘呤翘柲茈姵?盡管小型的太陽能充電器也已開始逐漸出現(xiàn)在市場(chǎng)上，但它對(duì)太陽能硅片面板面積和照射的陽光強(qiáng)度仍有一定要求，并非有些廠商吹噓的那樣神奇：手機(jī)電池般大小的太陽能硅片面板在燭光、燈光下部能實(shí)現(xiàn)充電。地球人都知道，這種宣傳不過是不切實(shí)際的肥皂泡罷了。

燃料電池的歷史并不短，早在168年前，英國的威廉姆·格羅夫(William Grove)就提出氫氧反應(yīng)可以發(fā)電的原理。但是受到材料和設(shè)計(jì)的限制，燃料電池的發(fā)展一直進(jìn)程緩慢。直到二戰(zhàn)后，情況才出現(xiàn)轉(zhuǎn)機(jī)，由于在阿波羅登月旅程中的成功助航，燃料電池成為了電池界的一顆“新星”受到了全世界的熱捧。所謂燃料電池，是一種利用燃料(如氫氣或含氫燃料)和氧化劑(如純氧或空氣中的氧)直接連接發(fā)電的裝置。其中，氫可以由甲醇、乙醇提供，而氧是廣泛存在于大自然的。正因?yàn)樽匀唤缰杏刑嗟奈镔|(zhì)都可以通過發(fā)生化學(xué)作用產(chǎn)生甲醇、乙醇，因此，它們都順理成章地進(jìn)入了科學(xué)家的視野。與普通電池不同的是，它無需更換及充電。所以，與其說它是電池，不如說它更像一部發(fā)電機(jī)。

盡管早有報(bào)道稱燃料電池已經(jīng)開始在電子領(lǐng)域應(yīng)用，但直到2003年3月，東芝等公司在日本納米展上展出了新的微型燃料電池(輸出功率小于SO瓦的燃料電池)原型設(shè)計(jì)，人們才真正意識(shí)到燃料電池微型化時(shí)代的到來。這種電池采用甲醇作為燃料，可連續(xù)驅(qū)動(dòng)筆記本電腦約5個(gè)小時(shí)。2005年，IBM和三洋聯(lián)合宣稱，它們新推出的燃料電池可供ThinkPad持續(xù)工作8個(gè)小時(shí)。人們相信，燃料電池的續(xù)航能力可以達(dá)到普通鋰電池的10倍。

對(duì)新技術(shù)的追求使得東芝、IBM、NEC、索尼、日立等世界著名企業(yè)都紛紛投入巨資研發(fā)燃料電池。正如美國礦物能源部長(zhǎng)助理克·西格爾所說：“燃料電池技術(shù)在21世紀(jì)上半葉在技術(shù)上的沖擊影響，會(huì)類似于20世紀(jì)上半葉內(nèi)燃機(jī)所起的作用?！边@對(duì)燃料電池來說可真是有點(diǎn)受寵若驚了。一種簡(jiǎn)單的推測(cè)認(rèn)為，以往小型電池之所以被忽略，是因?yàn)楦鲊攸c(diǎn)支持的是大型電站和汽車用途的燃料電池。而市場(chǎng)調(diào)研公司Innovative Research andProducts(iRAP)的研究并不支持這種說法。它表示，便攜電子產(chǎn)品對(duì)于能源的需求，是驅(qū)動(dòng)微型燃料電池發(fā)展的重要?jiǎng)恿ΑＴ诟鞣N便攜產(chǎn)品類別中，1RAP預(yù)測(cè)2011年以前微型燃料電池在PDA領(lǐng)域的平均年增長(zhǎng)率最高，可達(dá)89.8％。

更為重要的是，尋找新能源已成為當(dāng)務(wù)之急。根據(jù)美國綠色技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)資本網(wǎng)絡(luò)(Cleantech VentureNetwork)發(fā)布的數(shù)字，到2009年，將有10％的風(fēng)險(xiǎn)投資進(jìn)入替代能源技術(shù)領(lǐng)域，而四年前這個(gè)比率僅為2％。讓人們重視燃料電池的最主要原因也許就是世界能源供給的不可預(yù)知性。一場(chǎng)使能源價(jià)格飛漲的環(huán)境災(zāi)難或地緣政治危機(jī)可能打破整個(gè)均衡，使燃料電池不僅成為相對(duì)便宜的選擇而且是最令人滿意的解決方案。

看上去很美

幾年來不斷有公司宣布推出用于便攜產(chǎn)品的微型燃料電池原型，甚至有人期望“2006年可以像購買普通干電池一樣，在超市里買到甲醇燃料盒”。當(dāng)2006年早已過去，2008年的鐘聲都快敲響的時(shí)候，人們發(fā)現(xiàn)夢(mèng)想依然停留“看上去很美”的階段。

微型燃料電池的商業(yè)化之路或許注定不會(huì)平坦。有科學(xué)家預(yù)測(cè)，至少在未來的5至10年里，燃料電池推向市場(chǎng)，仍舊面臨著不可逾越的障礙。其中，價(jià)格是不可忽視的因素。目前作為燃料的最佳選擇是甲醇，但它必須依賴一種昂貴催化劑——鉑金，才能在低溫下生成氫，這一下子提升了燃料電池的造價(jià)。而“糖電池”也需要一種酶才能分解出氫，但酶卻是相當(dāng)脆弱的，在條件不合適的情況下就會(huì)失去活性。

常識(shí)告訴我們，氫和氧在一定條件下反應(yīng)會(huì)生成水，這同時(shí)也帶來了第二個(gè)難題。在工業(yè)生產(chǎn)中，燃料電池產(chǎn)生的水和熱量可以輕而易舉地進(jìn)行循環(huán)再利用，但是在筆記本電腦、手機(jī)等IT產(chǎn)品中，這些水和熱量又如何處置?另外，及時(shí)補(bǔ)充燃料并不是一件容易的事。盡管看好燃料電池的未來，有著13年媒體從業(yè)經(jīng)驗(yàn)的蘭斯·烏蘭諾夫(Lance Ulanoff)仍然擔(dān)心：“要指望美國交通部批準(zhǔn)乘客在航班上攜帶甲醇多半會(huì)有點(diǎn)懸——現(xiàn)在連護(hù)手霜都不準(zhǔn)帶上飛機(jī)，更別說甲醇了?！?/p>

還有一個(gè)普遍受到關(guān)注的問題是：燃料電池真的就比鋰電池更安全嗎?燃料電池支持者們一直在從理論上試圖說服人們相信這種電池是安全的，但無法回避的是，作為一種燃料，在高溫等特殊情況下，其爆炸威力恐怕要遠(yuǎn)勝于鋰電池。

當(dāng)然，燃料電池并非人人叫好。諾基亞就曾宣布“至少在今后的數(shù)年里不再開發(fā)使用燃料電池的手機(jī)”。事實(shí)上，對(duì)索尼這類深受鋰電池之苦的公司來說，以“安全”為訴求的新型燃料電池只不過是—種賣點(diǎn)而已。對(duì)它們來說，這更像是為自己日益破損的形象而進(jìn)行的修復(fù)矯正。但不可否認(rèn)的是，當(dāng)10多年前索尼公同發(fā)明的鋰電池被廣泛安裝在筆記本電腦、移動(dòng)電話、數(shù)碼相機(jī)和其他便攜電子設(shè)備上時(shí)，人們便已經(jīng)達(dá)成共識(shí)：誰掌握了下一代電池技術(shù)，并最先將之商用化，誰就可以毫無爭(zhēng)議地成為新的商界霸主而笑傲江湖。