在美國加州的某些地方，如富有的拉霍拉、高科技的山景城，人們只要行走在街上，仿佛就能夠窺見汽車工業(yè)的未來。在那些城鎮(zhèn)里，路上行駛著的不是特斯拉[微博]就是尼桑聆風(fēng)，再者就是其他款式的電動車。不過，電動車會成為汽車工業(yè)的未來嗎？著名投行摩根·斯坦利今年發(fā)布了一份報告：除了特斯拉的Model S之外，目前市面上的純電動車無一例外地統(tǒng)統(tǒng)沒有達到市場預(yù)期目標(biāo)，從目前來看，到2020年電動車能占據(jù)全球汽車市場的1%就不錯了。

　　北京的焦慮

　　究竟是什么讓電動車撞上了南墻？其實是所謂的“里程焦慮”在作祟。簡單來說，就是人們擔(dān)心電動車的續(xù)航能力不足。

　　美國電動車的擁躉們并不認(rèn)為這是一個很大的問題。他們會告訴你：如今七至八成的城鎮(zhèn)司機每天通勤和日常出行開車?yán)锍滩怀^150公里，而美國人的平均每日駕駛里程更是僅為50公里左右，現(xiàn)在的主流電動車已經(jīng)具有足夠的續(xù)航能力。

　　在地球的另一邊，北京霧霾最嚴(yán)重的日子，人們也開始暢想電動車取代汽油車的未來——在方便出行的同時，亦能擁有藍天白云，那將多么美好？然而，在北京這樣巨大的城市里，電動車的電池容量問題卻不像美國加州那些司機們說得那樣簡單。

　　想象一下這樣的場景：你住在燕郊，在五棵松上班，每天往返里程合計約為120公里。你開著一輛主流電動車出門，根據(jù)美國環(huán)境保護署評測，它在充滿電的情況下最多能開103英里(約合165公里)，理論上足以應(yīng)付這段里程。不過，你今天中午還開車出去吃了飯，回家路上遇到交通管制繞了一大圈，然后還遇上了嚴(yán)重的大塞車，于是你發(fā)現(xiàn)，你還有2公里才到家，而你的車已經(jīng)徹底沒電了。

　　這是非?，F(xiàn)實的問題：隨著房價的攀升，越來越多在北京上班的人選擇住到通州、燕郊、昌平或大興等郊區(qū)，他們的通勤里程奇高，已經(jīng)遠遠超出了所謂的“平均水平”。特斯拉革命盡管有專家認(rèn)為120英里(約合193公里)的續(xù)航里程已經(jīng)足夠，但對于電動車來說，理想的狀況依然是要達到與汽油車相媲美的公里數(shù)，亦即500公里左右。這個數(shù)字看起來不大，然而市面上卻僅有特斯拉Model S達到了市場預(yù)期。

　　Model S具備三種不同的電池組規(guī)格，容量分別為40千瓦時、60千瓦時、85千瓦時。其中，85千瓦時的電池組可供汽車行駛300英里(約合482公里)，足以滿足大多數(shù)人的需要。

　　為了配合Model S的高效電池組，特斯拉還在全球各地布置Super Charger充電站。這種充電站采用高壓充電技術(shù)，以120千瓦的功率為電動車充電，可以在30分鐘內(nèi)為Model S充好能夠開170英里(約合273公里)的電量。根據(jù)特斯拉官網(wǎng)提供的信息，它們已經(jīng)在北美開設(shè)了94座這樣的充電站，并且將在明年之內(nèi)把這個數(shù)字提高到300座以上，讓人們得以實現(xiàn)東西兩岸之間的長途駕駛。

　　特斯拉的布局已經(jīng)相當(dāng)完整：電動車有能與汽油車相媲美的續(xù)航能力，亦可以像汽油車一樣輕松補充能量，以實現(xiàn)長途旅行。按照這個發(fā)展勢頭，電動車取代汽油車也很有可能。然而，在理想與現(xiàn)實之間，仍有一個巨大的障礙，那就是價格。

　　為了實現(xiàn)超大電量，Model S的售價也相當(dāng)高昂，85千瓦時版本在美國售價為93400美元，即使是抵扣掉7500美元的聯(lián)邦稅減免優(yōu)惠后，也要8萬多美元；而根據(jù)2013年《凱利藍皮書》的統(tǒng)計，美國新車平均售價為32086美元，而且這都已經(jīng)超出了大多數(shù)美國家庭的負(fù)荷能力。

　　此外，即使是Model S的鎳鈷鋁電池，其電池組重量依然達到了1500磅(約合680公斤)。雖然儲能效率遠遠高于同類產(chǎn)品，但考慮到跑同樣里程的汽油車只需要50公升的油，兩者之間依然有著巨大差距。于是，能否進一步提高電池能量密度，以及盡可能減少成本，就成了電動車是否能夠真正成為汽車工業(yè)未來的關(guān)鍵。

　　如果電池能呼吸

　　所謂能量密度，就是單位體積中包含的能量，單位是Wh/kg。我們知道，汽油的能量密度在13000Wh/kg左右，而現(xiàn)今世界上最好的鋰離子電池的能量密度也僅為300Wh/kg左右，而特斯拉的電池單元能量密度預(yù)測在250Wh/kg左右，這已是電動車電池行業(yè)的不二王者。然而，電動車想要取代燃油車，至少需要達到700Wh/kg的能量密度。

　　如何造出更好的電池呢？無非是在正極、負(fù)極和電解質(zhì)等材料上做文章。比如說，特斯拉的鎳鈷鋁電池，就是采用了鎳鈷鋁三元正極材料。為了更好地利用不同的復(fù)合材料，研究者們不僅要找出能用的材料，還要發(fā)現(xiàn)它們?yōu)槭裁茨苡?，以及它們是怎樣使用的，亦即，電子如何圍繞這些材料而運作。