兩極間的新疆界

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

精準的市場定位、領先的技術水平、迅捷的研發能力，一直是日本小型車的制勝寶典。他們打著更快更新更廉價的招牌，在通用、福特等巨擘面前，強行分得了美國市場的一大杯羹，讓這些老牌的汽車生產廠商們，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可施。正所謂成也技術，敗也技術，預計在2008—2010年間推出12款混合動力車的豐田公司，由于鋰電池的技術問題無法解決，不得不推遲了該項計劃。這無疑是通用、福特的天賜良機：誰能盡早把新一代電池研發成功，誰便能重掌上千億美元的汽車消費市場的話語權。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不止豐田一家。今年7月，一位諾基亞的手機用戶在給手機充電時就遭遇了驚險的一幕：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“火災事故”。此后，諾基亞在全球范圍內陸續接到約100宗電池過熱的報告。最后不得不召回由日本松下電子公司生產的多達4600萬塊手機電池，受此影響的機型超過SO款。而僅由松下公司承擔的召回費用就高達1.74億美元，消息一出，松下電子的股價便一路跌至了兩年來的最低谷。經濟損失事小，聲譽損失事大。一位消費者表示，他心目中的諾基亞手機從來都是“信得過”產品，召回事件發生后，他決定推遲自己換購該品牌手機的想法，“先觀察一段時間再說”。

故事只是剛剛拉開序幕，在過去的一年中，頻繁發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，索尼公司新開發了一款以糖溶液為原料的燃料電池，它讓人們在心有余悸之后充滿了期待：該款電池帶有一個以蔬菜為原料制成的外殼，跟一塊普通手機電池差不多大，不僅可以為Walkman供電，還能帶動小型的電風扇。而最令人振奮的，當屬這款電池卓越的安全性能。畢竟，人們已經把對安全的要求提到了首要的位置。對曾召回數百萬塊電池的索尼公司來說，“糖電池”也許就是那個能夠解除巫師詛咒的“魔法石”。

電池的困境

美國一項調查數據顯示，鋰離子電池以其77％的市場占有率，雄踞小型電池市場之首。受惠于通信及電子市場的持續繁榮，電池的需求量仍然巨大。估計到2010年，全球市場對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，目前應用于筆記本、手機、數碼相機等便攜式電子產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，負極則是特殊分子結構的碳。而鋰離子電池在多次充放后容量會下降，其原因主要是正負極材料本身發生了變化。從理論上來說，電池會慢慢老化直至達到其生命的終點。那么，爆炸甚至起火背后的玄機在哪里?比克電池公司(全球第七名的鋰電池生產企業，為富士康等大公司供應手機鋰電芯)的工程師鄧中一博士告訴《環球企業家》：“在電池生產過程中，很難避免金屬碎末的掉入，電池里有了金屬碎末，一個幾乎無法避免的后果便是電池部分內短路。內短路一旦發生，就像多米諾骨牌的連鎖效應，便會引發電池發熱和爆炸。”

電池不穩定的根源，既有正負極材料和設計的不足，也在于生產環節中的管理疏漏。對此，行業自救行動已經開始—2007年11月，筆記本電腦電池1625標準將正式出臺。這套極其嚴格的把關程序，是美國電氣及電子工程師學會(IEEE)聚攏了全球相關人士，歷時一年的討論結果。類似的手機1725標準已于更早時通過。

未來鋰離子電池的發展趨勢，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，另一方面則是對安全性能的不斷完善。然而技術分析的結果并不樂觀：電池的能量越大，危險性也就越高。由此看來，要實現兩者的完美統一，似乎只是一個悖論。難道沒有一種電池能夠集安全與持久于一身嗎?為了這個目標，全世界的研究者們達成了共識—燃料電池。夢想的啟程

兩年前，一名16歲的英國男孩彼得·阿瑟，成功地實現了讓倉鼠給手機電池充電。他把倉鼠的轉輪架和一個小發電機連在了一塊兒，再接到手機充電器上，小倉鼠只要在它的轉輪架上跑上兩分鐘，產生的電力就可以讓手機通上三十分鐘的電話。彼得的小發明帶來了啟發：如果一款電池可以取代鋰電池一統天下的格局，那么電池的產業格局就可以向著更完美的方向發展。

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、手機和Gameboy游戲機的電池，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能源一樣被廣為利用，電池壽命是不是就不再成為一個難題?但是令人擔憂的事實是：這種電池的安全性不會比鋰電池高多少，也許更甚于后者。或者是太陽能電池?盡管小型的太陽能充電器也已開始逐漸出現在市場上，但它對太陽能硅片面板面積和照射的陽光強度仍有一定要求，并非有些廠商吹噓的那樣神奇：手機電池般大小的太陽能硅片面板在燭光、燈光下部能實現充電。地球人都知道，這種宣傳不過是不切實際的肥皂泡罷了。

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)就提出氫氧反應可以發電的原理。但是受到材料和設計的限制，燃料電池的發展一直進程緩慢。直到二戰后，情況才出現轉機，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。正因為自然界中有太多的物質都可以通過發生化學作用產生甲醇、乙醇，因此，它們都順理成章地進入了科學家的視野。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電機。

盡管早有報道稱燃料電池已經開始在電子領域應用，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)原型設計，人們才真正意識到燃料電池微型化時代的到來。這種電池采用甲醇作為燃料，可連續驅動筆記本電腦約5個小時。2005年，IBM和三洋聯合宣稱，它們新推出的燃料電池可供ThinkPad持續工作8個小時。人們相信，燃料電池的續航能力可以達到普通鋰電池的10倍。

對新技術的追求使得東芝、IBM、NEC、索尼、日立等世界著名企業都紛紛投入巨資研發燃料電池。正如美國礦物能源部長助理克·西格爾所說：“燃料電池技術在21世紀上半葉在技術上的沖擊影響，會類似于20世紀上半葉內燃機所起的作用。”這對燃料電池來說可真是有點受寵若驚了。一種簡單的推測認為，以往小型電池之所以被忽略，是因為各國政府重點支持的是大型電站和汽車用途的燃料電池。而市場調研公司Innovative Research andProducts(iRAP)的研究并不支持這種說法。它表示，便攜電子產品對于能源的需求，是驅動微型燃料電池發展的重要動力。在各種便攜產品類別中，1RAP預測2011年以前微型燃料電池在PDA領域的平均年增長率最高，可達89.8％。

更為重要的是，尋找新能源已成為當務之急。根據美國綠色技術風險資本網絡(Cleantech VentureNetwork)發布的數字，到2009年，將有10％的風險投資進入替代能源技術領域，而四年前這個比率僅為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知性。一場使能源價格飛漲的環境災難或地緣政治危機可能打破整個均衡，使燃料電池不僅成為相對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2006年早已過去，2008年的鐘聲都快敲響的時候，人們發現夢想依然停留“看上去很美”的階段。

微型燃料電池的商業化之路或許注定不會平坦。有科學家預測，至少在未來的5至10年里，燃料電池推向市場，仍舊面臨著不可逾越的障礙。其中，價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。而“糖電池”也需要一種酶才能分解出氫，但酶卻是相當脆弱的，在條件不合適的情況下就會失去活性。

常識告訴我們，氫和氧在一定條件下反應會生成水，這同時也帶來了第二個難題。在工業生產中，燃料電池產生的水和熱量可以輕而易舉地進行循環再利用，但是在筆記本電腦、手機等IT產品中，這些水和熱量又如何處置?另外，及時補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年媒體從業經驗的蘭斯·烏蘭諾夫(Lance Ulanoff)仍然擔心：“要指望美國交通部批準乘客在航班上攜帶甲醇多半會有點懸——現在連護手霜都不準帶上飛機，更別說甲醇了。”

還有一個普遍受到關注的問題是：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勝于鋰電池。

當然，燃料電池并非人人叫好。諾基亞就曾宣布“至少在今后的數年里不再開發使用燃料電池的手機”。事實上，對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—種賣點而已。對它們來說，這更像是為自己日益破損的形象而進行的修復矯正。但不可否認的是，當10多年前索尼公同發明的鋰電池被廣泛安裝在筆記本電腦、移動電話、數碼相機和其他便攜電子設備上時，人們便已經達成共識：誰掌握了下一代電池技術，并最先將之商用化，誰就可以毫無爭議地成為新的商界霸主而笑傲江湖。