特斯拉超級電池工廠效果圖
面對電池技術迅速發(fā)展帶來的威脅，特斯拉設在內華達州的超級電池工廠（Gigafactory）籠罩在一片陰云之中。盡管新技術面臨諸多障礙，但如果在五年內出現(xiàn)既實用又遠好于現(xiàn)有產品的電池，特斯拉斥資50億美元新建的建鋰離子聚合物電池工廠就可能變成巨大負擔。
今年1月份，富士色素株式會社（并非富士子公司）宣布，已在鋁空氣電池技術上取得重大突破。與特斯拉即將量產的鋰聚電池相比，鋁空氣電池理論容量多出40倍以上。而且富士色素表示，將在今年底前實現(xiàn)項目商業(yè)化。這意味著，定于2016年投產的特斯拉超級電池工廠可能從一開始就處于落后位置，該廠預計還需要7-10年才能達到設計產能并收回成本。
電池領域的創(chuàng)新遵循的規(guī)律基本一致：電池都有陰極和陽極，靠陰陽極之間的電解質發(fā)生反應產生電流。鋁空氣電池以水為電解質，通過氧氣和鋁的反應產生電流。標準的鋁-空氣反應會消耗鋁陽極，因此必須替換陽極，并不能簡單充電了事。富士色素表示，通過在關鍵位置放置陶瓷和碳精片隔層，即可抑制腐蝕和副產品，這樣鋁空氣電池只需加水就能多次充電。
美國西北大學材料科學和工程學教授馬克·赫爾薩姆指出，如果富士色素真能完成鋁空氣電池的商業(yè)化，“非常了不起”。不過他認為還有一些問題沒有解決，比如鋁空氣電池的體積在使用過程中會縮小，可能出現(xiàn)破裂，因此很難集成到無法容錯的汽車系統(tǒng)中。
在一封電子郵件中，富士色素鋁空氣電池項目首席研究員森亮平的態(tài)度就略顯謹慎，不似公司1月公告中那般樂觀。他寫道：“我們仍處于開發(fā)階段，也許近期內可能大規(guī)模生產。”
不過，苦心鉆研先進電池技術的并不只有富士色素一家。以色列公司Phinergy也在追尋鋁空氣電池夢。美國初創(chuàng)企業(yè)PathionandSakti 3則著眼于更激進的創(chuàng)新，他們的想法是用陶瓷或水晶代替液態(tài)電解質，制造固態(tài)電池；該公司已成功展示了一種新電池，能量密度為每升1000瓦時，一旦啟用可將特斯拉的行駛里程增加一倍以上。PathionandSakti 3首席執(zhí)行官邁克爾·利德爾預計，固態(tài)電池技術可在兩年內投放市場。
當然，特斯拉的電池工廠主要任務不是生產最先進的電池，而是采用現(xiàn)有技術并通過量產來降低成本。特斯拉理想的電動車售價為3.5萬美元。在降低成本方面，鋁空氣電池和固態(tài)電池都有潛在優(yōu)勢。鋁比鋰便宜得多，固態(tài)電池則可以像計算機芯片一樣“壓制”出來，比起鋰聚電池生產所需的金屬分層和軋制工藝效率高多了。
據咨詢公司NextEnergy負責工業(yè)及創(chuàng)新發(fā)展的副總裁丹·拉多姆斯基介紹，對特斯拉來說，針對新出現(xiàn)的創(chuàng)新調整非常困難，“這就和從盒式錄像帶轉向光盤差不多，會改變整個供應鏈。”
不過，汽車行業(yè)的需求也許能為特斯拉爭取一些時間。高溫和低溫對電池性能影響很大，相應的安全標準當然也很嚴格。雖然鋰聚電池在高溫環(huán)境下有些問題，但經歷了幾十年的考驗后在汽車上使用已經問題不大。
特斯拉也可以選擇改進超級電池工廠的鋰聚電池。新加坡南洋理工大學的研究人員已經開發(fā)出可快速充電的二氧化鈦陽極；馬克·赫爾薩姆教授在西北大學的團隊則通過加入石墨烯等材料，將鋰聚電池陽極的失電子能力提高了一倍。盡管陰極方面已經落后，但特斯拉整合新材料應該不用徹底革新鋰聚電池生產工藝。
說到底，特斯拉的電池工廠長期維繼的最大問題在于戰(zhàn)略，而不是技術。畢竟，實驗室里的創(chuàng)新和實用產品不是一回事。正如PathionandSakti 3首席執(zhí)行官邁克爾·利德爾所言，電池研究處于“零敲碎打”狀態(tài)，實際推進有限。許多初創(chuàng)公司和研究人員都可以制造出更好的陰極、陽極或者電解質，但三者得完美結合才能成為電池。一直以來，很少有資金用在結合三者并大規(guī)模量產新電池方面。
隨著凱迪拉克和寶馬等主要汽車廠商更積極開拓電動汽車市場，局面可能改變。電池技術已成關鍵競爭點，花在新一代主流電池上的資金也不斷增多（通用汽車就是PathionandSakti 3的主要投資者之一）。電池領域正飛速革新，未來很可能會超過特斯拉CEO埃隆·穆斯克的想象。
