關(guān)于電池的那些事兒

技術(shù)正在改變電池的原本面貌，帶來性價(jià)比更高的電池。

關(guān)于2012年夏天的“全面回憶”，除了倫敦奧運(yùn)之外，還有美國的“好奇”號火星探測器。雖然不知道“好奇”號有沒有受到火星上的“馬丁叔叔”們的歡迎，但是為“好奇”號提供動力的“大盒子”卻受到了地球人的關(guān)注。那是一塊重45公斤、60厘米的方形電池，這塊電池可以為“好奇號”全年無休地提供14年電力。有數(shù)據(jù)顯示，“核電池”提供的電能幾乎是太陽能電池的3倍。

美國航空航天局（NASA）對于“核電池”的官方稱呼是“多任務(wù)放射性同位素?zé)犭姲l(fā)生器（縮寫為MMRTG）”，其原理是利用半衰期較長的放射性元素穩(wěn)定衰變時(shí)發(fā)出的熱量，加熱熱電材料，將熱能轉(zhuǎn)化成電能為全系統(tǒng)供電。“好奇”號使用的是約5公斤重的钚-238，一種極昂貴又難制備的放射性元素?！昂穗姵亍边@般引發(fā)地球人關(guān)注的主要原因，在于人們對于高速、大容量儲電技術(shù)的需求，不過“核電池”雖好，但日本核電泄漏事件讓人總是感覺對“核”有點(diǎn)不放心……

目前普通化學(xué)電池技術(shù)幾乎發(fā)展到極致，難以再有革命性的突破；鋰電池和太陽能電池都有成本高的問題；電池技術(shù)的突破口被認(rèn)為在新燃料電池上，其中的氫燃料電池發(fā)展最為熱門，日本的幾大汽車公司都擁有相關(guān)專利。不過，電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的速度遠(yuǎn)沒有人們希望的那樣快，以美國的情況來看，奧巴馬總統(tǒng)于2009年宣布了一項(xiàng)24億美元的撥款計(jì)劃，作為美國的電動汽車電池制造業(yè)的啟動資金。但三年的時(shí)間里，靠該筆資金建起的工廠要么沒有開工，要么實(shí)際產(chǎn)能遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于最初的設(shè)計(jì)。原因是因?yàn)槿藗冑I的電動汽車的數(shù)量不足，其中一個(gè)原因是電動汽車的價(jià)格是傳統(tǒng)汽油車的兩倍。關(guān)鍵問題在于高容量電池被制造出來之前，電池價(jià)格仍將居高不下。電池技術(shù)可能出現(xiàn)的突破也可能要經(jīng)歷數(shù)年的漸進(jìn)式發(fā)展，就像豐田“普銳斯”讓電動汽車逐漸獲得競爭力的過程一樣。盡管前途沒有想象的那么樂觀，但在既有電池技術(shù)中的突破和未來電池的發(fā)展趨勢，可以讓人們看到電池領(lǐng)域里技術(shù)正在發(fā)生的變革。

突破篇

盡管電動汽車的發(fā)展差強(qiáng)人意，但是智能手機(jī)的普及和太陽能產(chǎn)業(yè)的興盛都帶來大量電池供電需求。人們熟悉的鋰離子電池，被認(rèn)為是現(xiàn)代高性能電池的代表。目前科學(xué)家正在研制新型鋰電池，比如磷酸鋰鐵（LiFePO4）電池。與傳統(tǒng)的鉛酸電池相比，這種新型鋰離子電池更高效，使用壽命更長、重量更輕、單位成本更低。這項(xiàng)由美國南安普敦大學(xué)（University of Southampton）和鋰離子電池技術(shù)公司里普系統(tǒng)公司（REAPsystems）聯(lián)合進(jìn)行的研究，使得鋰電池能源效率為95%，而目前常用的鉛酸電池只有80%左右。

另一些電池固有的技術(shù)有望得到革命性的突破，比如鋅空氣電池技術(shù)。電池開發(fā)商曙光儲能公司（Eos Energy Storage）宣布自己可以徹底改革電網(wǎng)儲能。他們研發(fā)的鋅空氣電池可以儲備能量，成本只有天然氣發(fā)電的一半。該公司宣布已經(jīng)生產(chǎn)出的千瓦級鋅空氣電池原型可充放電2700次，并且沒有任何物理衰退，最終產(chǎn)品可持續(xù)使用30年，進(jìn)行電網(wǎng)級應(yīng)用，循環(huán)壽命比鉛酸電池高幾個(gè)數(shù)量級，這使鋅空氣電池有望成為一種持續(xù)使用時(shí)間最長的電池類型。這項(xiàng)技術(shù)除了可用于電網(wǎng)儲能，也可用于電動車輛。

液體電池也是一個(gè)值得關(guān)注的方向。美國馬薩諸塞州（Massachusetts）劍橋（Cambridge）的液態(tài)金屬電池公司（Liquid Metal Battery）研制可以廉價(jià)存儲夜間產(chǎn)生的風(fēng)電的電池。這種液體電池的原理是利用鎂作負(fù)極（頂層），鹽混合物含氯化鎂，用作電解質(zhì)（中間層），而銻用作正極（底層）的組合，在700攝氏度或華氏1292度的溫度下運(yùn)行產(chǎn)生電流。目前該公司正在優(yōu)化系統(tǒng)的各個(gè)方面，包括一些容器，用于容納熔化的材料，也有一些絕緣和加熱的方法，還有用于降低工作溫度的方法以減少能源成本。

氫燃料電池的發(fā)展更是值得關(guān)注。氫燃料電池是一種清潔能源?？罩锌蛙嚬緦⒁慌_90千瓦的氫燃料電池安裝到德國航空航天中心所有的一架A320客機(jī)上，為飛機(jī)的非推進(jìn)系統(tǒng)（比如照明設(shè)備、娛樂設(shè)施以及環(huán)境控制系統(tǒng)）供能，即可減少15%的燃油消耗，它們正在為2015年之前的試飛做準(zhǔn)備。除了照明設(shè)備、娛樂設(shè)施以及環(huán)境控制系統(tǒng)，氫燃料電池還將為機(jī)上的航空電子設(shè)備、液壓系統(tǒng)和燃料罐的安全保障系統(tǒng)（人工保持低氧水平）供能。氫燃料電池消耗空氣，置換氧并產(chǎn)生水。該系統(tǒng)可以減少起飛時(shí)需要攜帶的水的重量。要知道，在某些大航線，水的重量可達(dá)3000磅之多。

不過氫燃料電池的成本是個(gè)問題，3月北卡羅萊納州（North Carolina）開始建造美國最大的專用氫燃料電池能源項(xiàng)目是個(gè)降低成本的好消息。美國能源情報(bào)署（Energy Information Administration）最近一份報(bào)告表明，氫燃料電池是世界上最昂貴的發(fā)電形式，每兆瓦耗資670萬美元。而北卡羅萊納州氫燃料電池項(xiàng)目，是蘋果公司燃料電池總規(guī)模的一小部分。這座工廠包括24個(gè)燃料電池模塊，會從天然氣中提取氫。這個(gè)項(xiàng)目考慮運(yùn)用中佛羅里達(dá)大學(xué)（University of Central Florida）的研究成果——以一種類似三明治的結(jié)構(gòu)，分層放置更便宜更豐富的元素（氫燃料電池多需要金、鈀等貴金屬），使其更有效。

另一個(gè)可以讓既有的電池變得更有效的領(lǐng)域是電池管理軟件系統(tǒng)。紐約市立大學(xué)（CUNY）能源研究所一直在開發(fā)創(chuàng)新的低成本電池系統(tǒng)，安全，無毒，可靠，具有很快的放電速率和很高的能量密度，研究所稱，已制成一種可操作的樣品，是鋅陽極電池（zinc anode battery）系統(tǒng)。這種電池可以被大規(guī)模商業(yè)化推廣。鋅陽極電池更環(huán)保，成本更低，可以替代鎳鎘電池（nickel cadmium batteries）。從長遠(yuǎn)來看，它們也可以替代鉛酸電池，進(jìn)入成本更低端的市場。然而，鋅具有枝狀晶體生長（dendrite formation）的問題，會導(dǎo)致電池短路。為了防止枝狀晶體堆積，紐約市立大學(xué)研究人員開發(fā)出一種液流輔助的鋅陽極電池，帶有復(fù)雜的先進(jìn)電池管理系統(tǒng)（BMS：battery management system），可控制充電/放電規(guī)程。

實(shí)際上，電池管理系統(tǒng)是一種嵌入電池內(nèi)的應(yīng)用軟件。有了它之后，電池能夠“學(xué)會思考”，化學(xué)電能存儲能夠達(dá)到更有效和更安全的水平。好的電池管理系統(tǒng)包含多重隔離電路及主動保護(hù)、高精度實(shí)時(shí)信號處理與溫度保護(hù)電路、大容量數(shù)據(jù)管理在線程序升級、高等級外部防護(hù)和高效電能轉(zhuǎn)換等多項(xiàng)自有技術(shù)。獲得達(dá)沃斯論壇2013技術(shù)先鋒稱號的安徽力高新能源技術(shù)有限公司是該領(lǐng)域的積極推動者。

太陽能電池技術(shù)的新突破

太陽能電池是近年發(fā)展的熱點(diǎn)，由于世界各國對環(huán)境的保護(hù)和對再生清潔能源的巨大需求，太陽能電池目前是利用太陽輻射能比較切實(shí)可行的方法，因此很多新技術(shù)在這一領(lǐng)域內(nèi)得以發(fā)展和成熟。目前硅太陽能電池是當(dāng)中發(fā)展最成熟的，在應(yīng)用中居主導(dǎo)地位，因此降低晶硅成本技術(shù)非常重要。美國雙溪技術(shù)公司（Twin Creeks Technologies）開發(fā)出一種方法，用以制作晶硅薄片，可以使硅太陽能電池的生產(chǎn)成本減少一半。晶硅片占太陽能電池的大部分，傳統(tǒng)方法制備晶硅片，需要切割塊狀或柱狀硅，形成200微米厚的晶圓，這個(gè)工藝會把大約一半的硅變成廢棄物。雙溪公司的工藝可以制作20微米厚的硅片，基本上沒有浪費(fèi)，其結(jié)果是硅量減少了90%，大大降低了成本。

而延長太陽能電池模塊壽命也是降低太陽能發(fā)電成本的關(guān)鍵，因此衍生出抗老化技術(shù)。硅酮是有前途的材料之一。盡管到現(xiàn)在為止，光伏組件的封裝都會用到硅酮，然而硅酮并沒有廣泛用于太陽能電池板。太陽能電池板就是脆弱硅晶片周圍的保護(hù)層。道康寧公司（Dow Corning Corporation）的研究團(tuán)隊(duì)展開了研究（該公司是世界上用于醫(yī)療技術(shù)、化妝品、汽車業(yè)、紙張加工和電子產(chǎn)品的最大硅酮生產(chǎn)商），科學(xué)家用液體硅酮涂抹光伏電池，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，與傳統(tǒng)的太陽能電池組件相比在強(qiáng)風(fēng)中，硅酮包裹的光伏組件在強(qiáng)風(fēng)中可以循環(huán)安裝更多次，特別是在零下40攝氏度霜凍條件下更是如此。

另一個(gè)方面是等離子體技術(shù)。澳大利亞斯威本理工大學(xué)（Swinburne University of Technology）和尚德電力控股公司開發(fā)出世界上最高效的廣譜納米等離子體太陽能電池。研究人員介紹，他們制造的薄膜太陽能電池，使絕對效率達(dá)到8.1%。薄膜電池價(jià)格便宜，可以替代笨重的晶硅電池。他們采用的新技術(shù)可以讓黃金和銀納米粒子聚集成核，形成凹凸不平的表面，散射光線會因此更多地進(jìn)入廣譜波長范圍，帶來更大的光線吸收，從而提高太陽能電池的整體效率。這項(xiàng)新技術(shù)會極大地影響太陽能產(chǎn)業(yè)，因?yàn)榧{米集成價(jià)格低廉，而且易于升級，很容易被轉(zhuǎn)移到生產(chǎn)線，納米技術(shù)有望帶來下一代太陽能電池。

科學(xué)家們同樣在材料技術(shù)上也在探尋著努力。比如美國塞木普銳斯公司宣布，已經(jīng)制成世界上最高效的太陽能電池板。這家公司的太陽能電池板使用微型太陽能電池，制備成分是砷化鎵（gallium arsenide），這種模塊包含數(shù)以百計(jì)的微型太陽能電池，每個(gè)電池的寬度相當(dāng)于圓珠筆畫出的一條線，這些電池排列在透鏡下，透鏡可聚集陽光1100倍。砷化鎵可以更好地吸收陽光，遠(yuǎn)遠(yuǎn)勝過硅，不過砷化鎵更昂貴。G24創(chuàng)新公司已宣布獲得技術(shù)突破，研制成的染料敏化電池，接近模仿自然界光合作用中的光反應(yīng)。新組成的染料和電解質(zhì)經(jīng)過設(shè)計(jì)，可有效捕獲室內(nèi)環(huán)境光線出現(xiàn)的光譜，產(chǎn)生較高的電壓，從而可以利用這些光線產(chǎn)生更多的再生電力。這種光伏電池已經(jīng)進(jìn)入應(yīng)用階段，比如用于拉斯維加斯最大酒店的遮光遮陽系統(tǒng)，無線鍵盤等電腦外設(shè)上。這一突破會最終取代電池，被應(yīng)用于日常消費(fèi)類電子產(chǎn)品。這項(xiàng)技術(shù)的另一個(gè)關(guān)鍵優(yōu)勢，是它可提供干凈的界面，連接消費(fèi)類電子產(chǎn)品和電網(wǎng)，減少“幻路”（phantom）備用電源流失。

另一方面，一種新技術(shù)正在讓染料敏化太陽能電池使用低成本的有機(jī)染料和二氧化鈦（TiO2：titanium dioxide）納米粒子，從而取代原本昂貴的半導(dǎo)體和稀土元素的材料，比如新加坡科技研究署（A*STAR）材料研究與工程所采用的碳納米管。美國加州大學(xué)洛杉磯分校（University of California， Los Angeles）的研究人員開發(fā)塑料材質(zhì)聚合物太陽能電池，可以把10.6%的太陽光能量轉(zhuǎn)化為電能。這種太陽能電池柔韌且輕便，但它們的性能目前還落后于常規(guī)硅電池。一些自然元素甚至也可能改變太陽能電池的未來，比如草屑光合技術(shù)。有朝一日，只需使用你院子里剪草碎屑，混進(jìn)一種廉價(jià)的化學(xué)溶液，把產(chǎn)生的混合物刷到屋頂上就能擁有太陽能屋頂。麻省理工學(xué)院（MIT）的研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種方法，制備太陽能電池板，可以采用當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)廢料，不需要使用硅，制作這種隨處混合的太陽能，廉價(jià)而且豐富，幾乎任何地方都可以。不過這種技術(shù)目前的光轉(zhuǎn)化率還很低。

除了材質(zhì)之外，科學(xué)家們研究的重點(diǎn)是通過設(shè)計(jì)增加效能。傳統(tǒng)的太陽能電池最多把34%的可用陽光轉(zhuǎn)換成電力，劍橋大學(xué)物理系卡文迪什實(shí)驗(yàn)室（Cavendish Laboratory）開發(fā)出一種新型太陽能電池，可吸收紅光，也可以利用額外的藍(lán)光能量，以增大電流。該實(shí)驗(yàn)室演示了一種有機(jī)/無機(jī)混合的光伏設(shè)備架構(gòu)，其結(jié)果表明這種方法可以超過功率轉(zhuǎn)換效率的極限。還有一種增加效能的技術(shù)是光化學(xué)變頻技術(shù)。澳大利亞太陽能研究所（Australian Solar Institute）、悉尼大學(xué)化學(xué)學(xué)院和亥姆霍茲材料與能源中心（Helmholtz Centre for Materials and Energy），開發(fā)出一種“太陽能電池渦輪增壓器”（turbo for solar cells），稱為光化學(xué)變頻（photochemical upconversion），可以把通常丟失在太陽能電池中的能量轉(zhuǎn)變成電力。

而科學(xué)家們也在想辦法通過改變太陽能電池的形狀從而實(shí)現(xiàn)效能提升。日本六朋電子公司（Kyosemi）開發(fā)出一種革命性的球狀微型太陽能電池，可捕獲各個(gè)角度的陽光。這種電池稱為斯斐拉（Sphelar）是球形的。雖然傳統(tǒng)的平板太陽能電池很容易設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，但是平板太陽能電池的效率依賴于相對于太陽的位置，因此需要?jiǎng)恿Ω淖兠嫦蛱柕慕嵌?。斯斐拉電池的設(shè)計(jì)和幾何形狀意味著，可以利用反射光和間接光源，能量轉(zhuǎn)換效率接近20%，這一目標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了大多數(shù)平板光伏技術(shù)。它的設(shè)計(jì)也使斯斐拉電池可用于各種尺度，包括移動電子設(shè)備。普林斯頓大學(xué)（Princeton University）的科學(xué)家模仿不起眼的葉子，在光伏材料表面制成微觀褶皺，顯著提高了輸出功率和耐用性。這種褶皺設(shè)計(jì)可以使發(fā)電量增加了47%。加州大學(xué)伯克利分校（University of California， Berkeley）的研究人員設(shè)計(jì)并演示了一種反直覺的概念：太陽能電池的設(shè)計(jì)更像發(fā)光二極管，可以發(fā)光也可以吸收。這項(xiàng)設(shè)計(jì)可以在未來幾年，取得接近30%的效率。太陽能光伏電池通常都是平放在屋頂或其他表面上，有時(shí)連接到機(jī)動的支架上，使電池總是朝向太陽，因?yàn)樘枙┻^天空。麻省理工學(xué)院（MIT）的一組研究人員想出了不同尋常的方法：就是制成立方體或塔型，可向上延伸的太陽能電池，形成三維結(jié)構(gòu)。令人驚訝的是，他們測試這些結(jié)構(gòu)，結(jié)果表明，輸出功率可提高1倍到20倍以上，這是對比同等面積的固定平放電池板而言。

未來篇

各種科幻影視或多或少地描繪了未來電池的形狀，比如扭轉(zhuǎn)式電池。韓國電池制造商樂金化學(xué)公司（LG Chem）正在開發(fā)一種“電線狀電池”：這種電池可放進(jìn)耳機(jī)中為你的手機(jī)充電，或編進(jìn)首飾及紡織衣物中，為可穿戴的電子產(chǎn)品供電。這種鋰離子電池可在打結(jié)或呈其他扭曲形狀的情況下繼續(xù)供電。擁有這一新奇設(shè)計(jì)的電池容量不大，但公司的研究人員正試圖研發(fā)出更加高能量的配方。據(jù)研究人員樂觀地估計(jì)，這一鋰離子線狀電池有望在5年內(nèi)投入大規(guī)模生產(chǎn)。改變電池扁平狀態(tài)的關(guān)鍵是研究人員發(fā)明了如彈簧般的螺旋狀電極設(shè)計(jì)，并采用了普通鋰離子電池中常見的無機(jī)材料。這種結(jié)構(gòu)允許電池承受任何外部的機(jī)械變形，同時(shí)保持其結(jié)構(gòu)上的完整性，而在三維空間中，也可使電池更靈活。

當(dāng)然還有厚度只有0.3 mm的超薄電池。NEC公司一直在研究“有機(jī)自由基電池”（ORB：organic radical battery）的技術(shù)，目前他們宣布自己研發(fā)出0.3mm厚的有機(jī)自由基電池。據(jù)測試，這種新電池輸出功率為5千瓦/升，容量為3mAh。充滿電時(shí)，這種新電池原型可以刷新屏幕2000次。一次充電只需大約30秒。新電池充電500次后，可保持75%的充放電容量。這種電池可以被用于信用卡、地鐵和火車通行證或酒店門鑰匙中。例如，消費(fèi)者不需要使用自動柜員機(jī)，就可以使用卡上的小屏幕查看他們的銀行存款余額。NEC打算在2013年把有機(jī)自由基電池集成到各種產(chǎn)品中。除用于信用卡之外，超薄電池還可用于純平顯示器和紙質(zhì)一般的柔性電子閱讀器。這種有機(jī)自由基電池還有另一種終端應(yīng)用，就是直接用在服裝上，比如在袖子上。

更重要的是還要能夠便攜。對于“多終端”時(shí)代的人類來說，出門總要帶著一堆充電器實(shí)在是一件“非常不酷”的事情?，F(xiàn)在，解決這個(gè)問題的電池終于來啦！麻省理工學(xué)院附屬公司微型系統(tǒng)公司（LSI：Lilliputian Systems Inc）開發(fā)的設(shè)備尺寸大約相當(dāng)于厚一點(diǎn)的智能手機(jī)，可以給iPhone 4充電10到14次，只要有USB接口就可以給任何設(shè)備充電。

新元素電池

除此之外，科學(xué)家們正在搜尋整個(gè)元素周期表，尋找新的元素組合，使傳導(dǎo)和存儲電子能夠有更聰明的、像鋰離子電池那么優(yōu)質(zhì)的電池。這些新電池技術(shù)包括亞胺化鋰電池。這種電池技術(shù)可以使筆記本電腦或手機(jī)電池充電周期數(shù)量翻番，從350個(gè)周期增加到800個(gè)以上，并能運(yùn)行在140華氏度以上，不會出現(xiàn)膨脹。人們熟悉的電池膨脹問題，是因?yàn)殡娮釉O(shè)備在運(yùn)行多個(gè)程序的時(shí)候電池發(fā)熱引起的。加拿大博士電池公司（Dr. Battery）零售商已開始銷售這種可充電電池，據(jù)說這種成分的測試原型電動汽車電池正在研制中。

鈉離子電池。這種技術(shù)使用一些簡單、無毒的材料，比如鹽水、棉花、木炭等制造并網(wǎng)存儲電池系統(tǒng)。這類儲能電池大小如同航運(yùn)集裝箱一般，用于太陽能、風(fēng)能和其他可再生能源等生產(chǎn)商。這類電池的研究來自卡內(nèi)基.梅隆大學(xué)（Carnegie Mellon University）工程學(xué)院。簡單廉價(jià)的概念可以擴(kuò)大到偏遠(yuǎn)地區(qū)的柴油發(fā)電機(jī)組，未來也可以支持家庭和企業(yè)供電。

2012年7月，通用電氣公司位于美國紐約斯克內(nèi)克塔迪（Schenectady）的、生產(chǎn)鈉鹽電池Durathon的工廠舉行了盛大的開工儀式，正式進(jìn)入了商業(yè)化規(guī)模的量產(chǎn)。他們的第一位顧客是南非工程公司Megatron Federal，這批電池將被裝在尼日利亞的一些手機(jī)信號發(fā)射塔上。此前，阿奎昂能源公司（Aquion Energy）也在3月宣布該公司的電池已經(jīng)成功，首個(gè)工廠將在2013年投產(chǎn)。這家公司生產(chǎn)的鈉鹽電池的市場定位為電信行業(yè)提供備用電源，以及公共電力的電網(wǎng)級應(yīng)用。

通信電源領(lǐng)域到目前為止都是閥控密封式鉛酸蓄電池的主要市場之一，市場占有率達(dá)到90%以上，主要用于通信基站和中心機(jī)房的后備電源，總的采購金額約占電信固定資產(chǎn)投資的2%～3%。這塊市場不僅已經(jīng)非常成熟，并且近幾年移動互聯(lián)網(wǎng)的興起讓通信行業(yè)再次迎來激增，這自然會帶動電池需求的快速增長。而新一代電池技術(shù)在能量功效、環(huán)境安全、循環(huán)壽命、體積等性能上都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)的鉛酸電池。以通用電氣的鈉鹽電池Durathon為例，它以對環(huán)境友好的鹽和鎳為主要原材料，比會產(chǎn)生二次污染的鉛酸電池環(huán)保得多。鉛酸電池單位重量的能量密度很低，只有30瓦時(shí)/公斤，而鈉鹽電池為120瓦時(shí)/公斤，鋰電池大致是80～90瓦時(shí)/公斤。循環(huán)使用壽命是考量指標(biāo)電池的重要指標(biāo)之一，這也是為何鉛酸電池雖便宜，但到目前為止也無法用于電力并網(wǎng)的原因——頻繁地深度放電會損害它們的性能，在某些應(yīng)用環(huán)境中，鉛酸電池可能僅維持6個(gè)月。而通用電氣官方數(shù)據(jù)表示Durathon電池至少可以深度放電3500次，每日充放電的情況下可以使用10年，循環(huán)使用壽命幾乎比鉛酸電池長了10倍。更重要的是，在-20℃至60℃的使用環(huán)境下，Durathon電池的性能都不受影響，光這一點(diǎn)就讓傳統(tǒng)鉛酸電池難以望其項(xiàng)背。

但鉛酸電池的優(yōu)勢在于其低廉的價(jià)格。目前，鋰離子電池的價(jià)格大致是600美元/千瓦時(shí)；Durathon電池到2015年可能會實(shí)現(xiàn)500美元/千瓦時(shí)的價(jià)格。但Durathon電池具有循環(huán)壽命更長、能量密度更高、不需要空調(diào)可以減少燃料等優(yōu)勢，從長遠(yuǎn)來看，Durathon電池更具經(jīng)濟(jì)效益。且加之全球環(huán)保政策的日趨嚴(yán)格，鉛酸電池不具長遠(yuǎn)發(fā)展的未來。隨著清潔能源、智能電網(wǎng)以及解決第三世界國家用電需求的興起，電力并網(wǎng)、離網(wǎng)電力、電網(wǎng)調(diào)峰等的應(yīng)用要求越來越凸顯，這也會促動鈉離子電池的長久發(fā)展。

固態(tài)鋰離子電池。載重、行程和安全性是電動汽車備受關(guān)注的重要問題，一種技術(shù)思路是利用固態(tài)技術(shù)，不需要液體電解液用于鋰離子燃料電池，這可以使得電池具有更高的能量密度，也可能顯著降低系統(tǒng)的復(fù)雜性。通用汽車公司和科斯拉風(fēng)險(xiǎn)投資公司（Khosla Ventures）都支持這項(xiàng)技術(shù)的研究和開發(fā)工作。而日本豐田公司也發(fā)布了它自己的固態(tài)電池，具有600英里行程，準(zhǔn)備在2015年前后推出。

鋰空氣電池。一位材料科學(xué)家說，鋰空氣電池具有“超越一切電池”的能量密度。鋰空氣電池不同于鋰離子電池，因?yàn)樗鼈兪褂锰甲稣龢O，而不是使用金屬氧化物，碳的重量更輕，可以與周圍空氣中的氧氣反應(yīng)，產(chǎn)生電流。雖然這種電池動力有望達(dá)到1000英里的行程，而不是僅是125英里的電動汽車，但是，鋰空氣電池也被證明是不穩(wěn)定的，最大的問題是鋰接觸潮濕空氣會起火。但是IBM的研究人員在加利福尼亞州和瑞士都報(bào)道，他們已經(jīng)解決了電池電化學(xué)的關(guān)鍵問題，找到了不同種類的電解質(zhì)溶液。IBM公司希望2013年拿出一塊原型鋰空氣電池。一些新創(chuàng)公司像伯克利（Berkeley）的聚加公司（PolyPlus），也在積極研究這項(xiàng)電池技術(shù)。

鎂離子電池。美國能源部高級研究計(jì)劃局能源署（ARPA-E：Advanced Research Projects Agency for Energy）資助高風(fēng)險(xiǎn)、高回報(bào)的技術(shù)，比如鎂離子電池（magnesium ion battery），開發(fā)者是佩里昂技術(shù)公司（Pellion Technologies），是麻省理工學(xué)院（MIT）的校辦企業(yè)。這家公司稱自己的電池能量密度兩倍于現(xiàn)有的鋰離子電池，可用于消費(fèi)電子產(chǎn)品和電動汽車。另一方面，豐田公司研究人員在美國密歇根州（Michigan）宣布他們正在開發(fā)自己的鎂電池，用于電動汽車，單次充電行駛里程兩倍于目前的電池，但要到2020年才能用上它。