到底是什么让你始终得不到一辆梦想中的电动车？

我们在刚刚结束的上海车展上，见识了电动、混动等新能源技术席卷的汹涌……

1913年，托马斯爱迪生与电动汽车

来自美国历史博物馆

其实，在1899年前后，电动汽车的销售总金额超过汽油和蒸汽动力汽车的总和。根据美国的历史档案记载，1900年美国生产的4,192辆汽车中有28％是电动的。早期的电动汽车基本上是由电池供电的无马车：一方面，它们没有汽油汽车的气味、噪音或振动，另一方面也更容易操作。（当时的汽油汽车必须手动启动，而且行驶过程中车辆要求驾驶员进行非常困难的换档操作；虽然蒸汽动力汽车不需要这么困难的手动换档，但输在续航里程比电动汽车更短）

1912年的电动汽车

来自维基共享

这种情况一直持续到1912年，著名的亨利.福特开始大规模生产改良过操作系统的内燃机汽车，使当时每辆内燃机汽车的价格降至650美元，而一辆电动汽车的售价仍为1750美元左右。后面的故事我们都知道了，从此我们进入了内燃机汽车统治的时代。

直到1970年，美国环保局颁布了《清洁空气法案》，制定了污染物标准以解决空气污染带来的公共卫生和福利风险；直到1973年OPEC石油禁运，引发暴涨的汽油价格……这一切因素的累加，重新引发了人们对动力替代方案的兴趣。

1974年，美国Sebring-Vanguard CitiCar

意大利Zagato生产的Elcar

1972年，宝马在慕尼黑

夏季奥动会上推出的1602 E

电动汽车相较传统内燃机汽车对环境的益处自是不用赘言，在不可再生的石油渐渐变为稀缺资源的今天，动力系统升级是不可逆转的趋势。虽然各家的思路和实现路径都各有不同，但其实都受制于了一个重要“瓶颈”的发展进度——电池 。

在开始今天的话题之前，先复习一个概念：【能量密度】——能量密度（Energy density）是指在一定的空间或质量物质中储存能量的多少（来自百度百科）。

来看一张来自《美国制造商》的表格，现在电动汽车基本上都采用了可充电锂（离子）电池。这是因为锂电池具有更高的能量密度，同体积的情况下能提供更高的能量。

即便如此，锂电池的能量密度也还远远达不到人们使用的要求。汽油的能量密度其实极高——约12,000 Wh / kg，而锂离子电池尽管自2000年以来能量密度几乎翻了一倍，但也只能勉强达到250 Wh / kg。

传统汽油车辆的热效率能达到25％（机械摩擦和散热会消耗掉另外75％的效率），但混动汽车比如最新的丰田普锐斯热效率能够达到40％，而纯电动汽车的效率能够达到平均80％，有的甚至接近95％。

效率虽然高，但是锂电池的能量密度依然大幅度地限制了它能够驱动车辆的里程范围，而如果无法在技术上实现突破，延长续航里程必然意味着进一步增大电池组的体积，由此带来的能耗也会增加，这种鸡生蛋蛋生鸡的博弈一直阻碍着电动车的提速发展。

除了这个著名的“里程焦虑”，纯电动车的使用过程中还会遇到另一个不可忽视的问题——充电等待焦虑。（各位手机重度依赖“患者”都秒懂，否则也不会有“充电X分钟，通话X小时”的手机广告了）

问题来了，如何解呢？

特斯拉与他的电池供应商松下年初发布了改良型电池2170（21mm*70mm），2170比特斯拉著名的18650电池体积增大了50%左右，但电流强度增大了一倍（18650为3,000毫安 ，测试中的2170已达到5,750-6,000毫安）。按马斯克的原话：“这是世界上现有能达到的最高能量密度单元，也是最便宜的电池了。”

由于2170在今年的第二季度才开始用于量产的Model 3车上，据官方消息，Model 3的续航里程将达到345公里。这个里程在现有的电动车中并不出众，但是它的实现成本却有了新的突破，在这个领域，每一个维度上的进步也许都是整体破局的契机所在。

除此以外，包括特斯拉在内的汽车厂商们还把目光放在了固态锂电池上。顾名思义，固态锂电池将使用不易燃的固体电解质（比如玻璃或其它聚合物），而不是今天易燃的液体电解质（比如去年三星“火爆”了一整年的Galaxy Note 7）。

本年初，美国得克萨斯大学工程学院锂离子电池联合发明人，94岁的John B. Goodenough教授领导的工程师团队在《能源与环境科学杂志》上发表论文公布了他们的研发成果——全球第一个在-20摄氏度到60摄氏度范围内工作的全固态锂离子电池，能量密度至少能达到目前锂离子电池的三倍，据说一次充满电可以行驶500公里。不仅如此，这个固态电池支持更多的充电次数和更快的充电效率（据说充电可以按分钟而不是小时计）。对于这种又安全又快速又劲量的电池，我们想说的只有一句：“请尽快走出实验室吧！”

还有么？当然了，记得我们曾经在《雪佛兰教你如何做个安静的大块头》中详细解析过——氢燃料电池汽车啊！3分钟加注一次氢燃料可以行驶502公里（日常使用的民用车达不到军用车辆的载重与体型，所以基本可以达到一次充气行驶600公里左右）。虽然怼人王马斯克曾在2015年嘲笑道：“氢燃料（电池汽车）真是个令人难以置信的愚蠢想法！”

无论丰田、本田甚至宝马都开始加入的氢燃料电池汽车会不会打怼人王的脸，但随着电池技术的发展，太阳能电池甚至更先进足以取代锂电池的液态金属电池、盐水电池、锌电池等等不同类型电池已经逐步在走出实验室走进行业，“充电X分钟，行驶X个月”的广告词也许不久后就会出现。

影响电池密度与充电时长的因素并不止电池本身，随着技术发展，科学家们已经把目光投向了电池的排列组合方式以及智能控制：

打算将电动汽车行驶里程提升到1000公里的德国弗劳恩霍夫应用研究促进协会的科学家们打破了现在的做法，不再将单个电池并排安放组成电池单元，而是在大面积上进行直接堆叠（类似压制席梦思床垫）。

还有来自芬兰的Tanktwo电池，不愧为来自圣诞老人故乡的萌物，居然可以这么喜庆和可爱。

Tanktwo根本不需要你花费冗长的充电时间，当汽车显示电量不足时，你就像现在加油一样驶进加电站，机器把这些可爱的蛋快速抽出，然后为你换上一篮新蛋，让你的爱车瞬间满电回血。

电池的未来，唯一能肯定的是一定会超越我们的想像：丰田上个月宣布将连续四年投资3500万美元与斯坦福大学、马萨诸塞理工学院，密歇根大学，布法罗纽约州立大学，康涅狄格大学和英国的材料科学公司Ilika一起开展合作——用人工智能（AI）来研发设计汽车电池，加快汽车电池材料的发现速度和优化设计。