“电池圣杯”：这种电池技术突破将改变世界

　　8月22日消息，据连线杂志报道，当某项新技术试图保持其令人目眩的上升轨迹时，一个固有弱点可能会影响它达到的高度——电池。下面就随电源管理小编一起来了解一下相关内容吧。

    我们的芯片运行速度越来越快，我们的数据量在迅速攀升，但到一天结束的时候，或者更糟的是到下午的时候，屏幕上的电量显示不可避免地变成红色。如果电池不那么糟糕，每个伟大的设备、产品、电动汽车和机器人都会更加强大。尽管有许多谣言宣称，电池领域变革性的突破即将到来，但进展却十分缓慢。

图：致力于寻找“电池圣杯”的技术名人比尔·乔伊(Bill Joy)

　　但本月早些时候，潜在的游戏规则改变者出现，他就是技术名人比尔·乔伊(Bill Joy)。乔伊始终是清洁技术领域的长期投资者，多年来，他参与了风险投资公司凯鹏华盈(Kleiner Perkins)进军“绿色”金融领域的失败尝试。目前，他是其投资的电池科技公司Ionic Materials董事会成员。

　　作为传奇的计算机科学家、Java共同发明人的创业伙伴，从事物联网工作20年的有远见之人，乔伊的观点很受重视。正如他所解释的那样，Ionic Materials的创新结合了我们在药店买到的熟悉碱性电池(便宜、安全、可靠)和那些在我们的电脑和手机中使用的更昂贵、更易燃的锂电池(强大、可充电、更环保)的优点。

　　乔伊声称，Ionic Materials的新方法向更便宜、更安全、更高效的电池迈出了一大步，它不仅能够为我们的设备和车辆提供电力，而且还能使基于可再生能源的“能源互联网”得以实现。日前接受《连线》杂志总编史蒂文·利维(Steven Levy)的采访时，乔伊揭示了这种技术突破。

　　以下即为采访摘要：

　　利维：你一直在投资于清洁技术，这么多年之后，你发现了新锂离子电池技术中的“黑天鹅”吗?

　　乔伊：是的，公平来说，我想这是一只“黑天鹅”。

　　利维：描述这种方法与普通电池的不同之处，最简单的方法是什么?

　　乔伊：普通电池中有许多成分，比如锂或碱，还有放置在两者之间的分离器。然后倒入液体，这样离子就可以移动。但是液体中会发生不好的事情，当有东西进入溶液中，并在里面运行和发生反应时，会引发许多安全问题，比如电池着火。要想电池中灌注固体而非液体，人们已经为之奋斗了100年。但是Ionic Materials开发的电池中没有液体。你只有一个塑料，一个取代了液体的聚合物，所以它是固态的。从化学角度看，这是一个很大的差异。结果显示，这种聚合物基本上属于阻燃材料。所以当你用这种聚合物制造电池时，不会遇到安全问题。

　　利维：除了安全，还有什么优点?

　　乔伊：现在最理想的电池材料依然是我们不能使用的。例如，非常理想的锂电池材料可以提供更大容量，但它们在液体状态下是不安全的。基本上，人们是不可能利用锂制作出安全电池的。当然，你可以制造更好的锂电池，但你能说这更便宜吗?

　　我们已经有碱性电池，它们是1960年由Union Carbide公司发明的。这种电池使用锌和二氧化锰，不仅价格便宜，而且非常安全，原材料也十分丰富。这类电池的功率相当大，虽然有点儿重。唯一遗憾的是它们无法充电。你可以使用20或30个周期，然后这个东西就会短路，这也是其为何不能为手机、汽车或者其他可充电设备充当电源的最主要原因。每个人都放弃了。对于像摄影录像机这样的移动设备来说，整个行业都进入了锂化学时代，即获得可充电电池，它们放弃了安全和成本，而这正是我们现在所处的位置。但随着聚合物的出现，突然碱型电池变成可充电。阻止充电的机制不存在了，因为已经没有液体。

　　利维：你是怎么与Ionic Materials建立起联系的?

　　乔伊：十几年前，大卫·韦尔斯(David Wells)和我在凯鹏华盈(Kleiner Perkins)列出了我们认为会带来改变的25大潜在突破。我们没有等着人们来展示这些创新，而是拿着论文去看。我给大家举一个我们没有发现的例子。我们研究了海水淡化，因为淡水在世界上很多地方都是一个重要问题，并决定唯一的经济突破将是由地热驱动的。所以我们去寻找在地热驱动的海水淡化方面的突破，但最终却没有找到。在电池的情况下，我们认为：“我们希望电池内部灌注固体，而不是液体，因为这样的改进会释放创新。”但直到2010年，我们才真正找到了这样的企业家。

　　利维：他就是Ionic Materials的创始人迈克尔·齐默曼(Michael Zimmerman)。在没人能做到的时候，他是怎么想出来这个主意的?

　　乔伊：齐默曼是某类聚合物的专家。他也有过利用聚合物进行研究的经验，包括如何修改它们，影响它的其他属性等。没有多少人了解这种聚合物。他发明了一种新的离子传导机制，就像有人发明了将材料制成半导体的方法那样。这是一种构造合理的新型材料，在自然界中并不存在。现在我们可以用半导体来形容它，但是我无法用合适的词汇来形容这个新的突破，在室温下进行离子作用的固体。也许它应该被称为ional。这是一个应该获得奖励的科学突破。

　　利维：如果我是伊隆·马斯克(Elon Musk)，我正在考虑这个问题：我要换成碱性电池还是要用这种技术来改进锂电池?

　　乔伊：你将从改善锂电池开始，因为这已经进入你的制造过程。但从长远来看，先进的碱性电池有可能颠覆锂离子电池的支配地位，因为前者材料更便宜。你可以用铝做碱性电池，我们已经取得了部分进展。但我们还没有实现所需要的那么多周期，但是，你知道，我们正在努力。我们认为，类似铝碱性电池这样的东西最终会满足锂的性能，但材料会更丰富，价格也更便宜。此外，它还可回收利用。

　　利维：你还说这能使真正的智能电网成为现实?

　　乔伊：是的。如果这种方法取得成功，能源替代将非常方便，我们可以更容易地从风能和水力发电等可再生能源中获取能源。想象一下，用我们在Duracell和Energizer中使用的相同原料，制作非常大的可充电电池。你可以制造更大的电池，让它们变得更便宜，然后你把它们放到电网上。现在人们在电网中使用的大部分技术都是像在山上抽水这样的东西，当你让电量通过它们进出电池的时候，往往会损失30%到40%的电量。但是这些新电池更加高效，所以你可以储存和回收可再生能源，输入和输出能量的成本将更低。我们终于可以得到智能电网了，我称之为能源互联网。如果我在得克萨斯州有个风力发电厂，可以在深夜发电，我可以简单地向另一个地方的人发送多余的电量，它们可以将其储存起来。

　　利维：我们什么时候能够看到这种电池量产?

　　乔伊：可能要等两到三年。

　　利维：这听起来让人觉得不可思议。但我们过去都曾听到过重大承诺，但却没有一个成功。我们怎么知道它是否也是“镜中花，水中月”?

　　乔伊：你应该知道，实际上这种模式非常好。但每隔一段时间，你就会发明一种新的材料，就像半导体那样，它具有惊人的特性。这里有一个完全处于瓶颈状态的行业，对吧?我们之所以这么做，是因为这项技术出于某种原因被屏蔽了。但你可以看看这些年来取得的许多进步，然后说:“你怎么能做这些了不起的事情呢?”，这似乎没有任何意义。但这些神奇的事情总是有可能的，我们只是碰巧解锁了它们。

　　利维：让我们换个话题。在20世纪90年代，你曾推广一种名为Jini的技术，即可预见的移动技术和物联网。现在的进步是否反映了你多年前的想法?

　　乔伊：完全正确。我保留了许多25年前的幻灯片，当时我说，每个人都要随身携带移动设备，它们都是相互关联的。每年有5000万辆汽车和卡车诞生，这些都是由电脑控制的。这些都是互联网领域的大事，对吧?

　　利维：接下来会发生什么?

　　乔伊：我们正朝着耶鲁计算机科学家大卫·盖勒特(David Gelernter)在他的书《镜像世界》(Mirror Worlds)中谈到的那种环境前进。他认为，城市已经变成了自身的模拟。只是为了确定那里的东西是静态的，这并不是很有趣。你想做的是对它在时域中的影响产生一定概念。我们需要把所有的东西都放到网上，所有的传感器和其他东西都提供信息，这样我们就可以从静态的颗粒模型变成真实的模拟。在交通地图上看交通灯的状态是一回事，但这实际上是相当保守的。模拟会告诉我，哪里显示绿灯，哪里是红灯。

　　这就是人工智能要解决的问题。如果我在看世界，我必须要有一个模型，不管它是在神经网络中受训还是别的什么。当然，我可以在人行道上识别一个孩子和球的图像。重要的是要在给定的时间域中意识到，他们可能会跑到街上，对吧?我们开始拥有这样的计算能力，以对此进行更好的演示。它是否全部联系在一起则是另一回事。

　　利维：哪个大公司会把它绑在一起?

　　乔伊：谷歌似乎处于领先地位，因为他们长期在招募这样的人才。谷歌联合创始人拉里·佩奇(Larry Page)也真心想要解决这个问题。微软也招募了很多人，Facebook和亚马逊也不甘落后。在早期，这些努力需要大量的计算能力支持。拥有非常非常大的计算机就像可扭曲时间那样，你可以做一些不符合现在经济效益的事情，而这些事情在未来10年却是经济可行的。这些大公司有资源给谷歌旗下AI子公司DeepMind主管德米斯·哈萨比斯(Demis Hassabis)这样的人1亿美元，甚至每年5亿美元，让他做些也许10年后手机就能完成的事情。

　　利维：在关于AI是否对人类构成威胁的争论，你有什么看法?

　　乔伊：我认为在现在真正危险的技术是基因技术，因为它与我们的生物学兼容，因此具有传染性。有了CRISPR-Cas9这样的基因编辑技术及其变体，我们就有了惊人的强大工具。但在人工智能领域，存在着明显的伦理风险和危险。我离这个领域很远，毕竟我只研究清洁技术相关的东西。我不知道如何放慢速度，所以我决定花时间去创造我们需要的东西，而不是阻止(威胁我们的)东西。我根本不是一个政治家，相比起比游来说，我更擅长发明东西。

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