在牛津郡龐大的哈韋爾科學與創(chuàng)新園區(qū)，也就是約翰·古德諾夫(John Goodenough)簽署協議宣布放棄他在鋰離子領域取得重大突破專利的地方，史蒂芬·沃勒（Stephen Voller）舉著一塊與飲料杯大小和形狀相似的碳纖維。沃勒是一位和藹可親的曼城球迷，年近50歲。在加盟首個瀏覽器品牌網景（Netscape）公司之前，他曾在IB+M擔任軟件工程師。在公司被AOL收購后，沃勒對筆記本電腦電池續(xù)航時間的限制越來越感到失望，于是決定采取些措施。

  沃勒的第一個想法是使用氫燃料電池來延長電池巡航時間，但它的波動性證明是便攜式電子產品無法克服的挑戰(zhàn)。他說:“讓氫氣通過機場安檢是相當困難的。”然后，通過牛津大學的熟人，沃勒聽說了一些令人興奮的研究，包括性能更像超級電容器的極快充電材料。當電池以化學方式儲存能量時，超級電容器卻可將其置于電場中，就像氣球上的靜電收集一樣。

  超級電容器的問題在于，它們不能像電池一樣儲存那么多的能量，而且電量會很快泄露出去。如果你不經常使用，鋰離子電池的放電可持續(xù)2周，而超級電容器只能保持數小時。許多業(yè)內人士認為，將超級電容器與電池結合起來，可能對智能手機和其他耗電的消費科技產品有利。海格特表示，超級電容器可以被用來制造一、兩分鐘內就能充滿電的混合手機，而且還可以作為備用的鋰離子電池。他說:“如果你可以非常快速的充電，你可以把它放在感應圈上，在你攪拌咖啡的時候充電。”

  沃勒認為，他可以做得更好。2013年，他創(chuàng)立了ZapGo，該公司正在開發(fā)碳基電池，其充電速度與超級電容器一樣快，但充電時間與鋰離子電池差不多。到2017年11月，該公司的員工已增至22人，分別在哈韋爾的盧瑟福德阿普爾頓實驗室和北卡羅來納州夏洛特的辦公室工作。它的第一個消費電池將被用在今年年底推出的第三方產品上，包括用于汽車的助推起動裝置，以及充電時間從8小時縮短至5分鐘的電動滑板車。

  沃勒手里拿著的那塊碳纖維是一塊電池，使用了固態(tài)電解質，不會著火。兩個電極是由薄層鋁制成的，上面覆蓋著納米結構的碳，用來增加表面積。沃勒說：“你希望它看起來像喜馬拉雅山。”盡管在顯微鏡下，它更像是城市天際線的輪廓。ZapGo技術的關鍵在于提高效率和減少漏電量，主要是通過確保電解液無縫地與上面的碳天際線相吻合，就像尼龍搭扣一樣。

  碳基電池的最大優(yōu)勢是長壽。因為ZapGo的電池存儲更像氣球，而不是傳統的電池。正如沃勒所說“沒有化學反應”，他聲稱新電池可以持續(xù)10萬個放電周期，這是鋰離子電池的100倍。即使每天給手機充電，也可以使用30年。目前的第三代ZapGo電池還沒有強大到可以運行智能手機的地步，但由于使用的材料沒有提供增加電壓的障礙，沃勒預計這種電池將在2022年，也就是“iPhone 15前后”投入應用。

  這需要改變充電基礎設施。許多爆炸事件被歸咎于廉價的第三方充電器，而這些充電器沒有阻止爆炸所需的電子設備。對于ZapGo的電池，或者任何基于超級電容的系統，你需要一個充電器來做相反的事情——從電網中吸取和儲存能量，然后在短時間內把它送到你的手機上。在實驗室里，沃勒的團隊已經制造出了筆記本電腦大小的電源，但他們正在努力使它變得更小、更高效。

  包括戴森設計工程學院的薩姆·庫珀(Sam Cooper)在內的許多人質疑，這些公司是否真的希望在產品中植入能持續(xù)使用如此之久的附件。庫珀說：“手機公司有個明確的利潤激勵，就是要在下次發(fā)布時讓老款設備及時停產。為此，研發(fā)更好電池的競賽可能根本不存在。”沃勒承認，ZapGo持有的大約30項專利中，有一種方法可人為地降低電池的使用壽命，阻止它們持續(xù)使用30年。他說：“我們不會這么做，但如果客戶愿意，我們有能力提供給他們。”

  與現有技術相比，碳基儲能技術還有另一個主要優(yōu)勢。它實際上可以作為手機外部結構使用。沃勒并沒有設計出適合當前手機設計的電池，而是在為柔性屏幕和可折疊設備的未來做準備。在5G網絡下，我們所有的數據都來自云端，電池續(xù)航時間變得更加重要。

  沃勒沿著他辦公室狹窄的走廊走著，走到午后的陽光下，穿過Diamond Light Source的陰影，這是個巨大的環(huán)形建筑，看起來像是外星飛船降落在牛津郡的鄉(xiāng)村。在內部，研究人員正在利用加速光束在微觀尺度上對潛在的電池材料進行研究，探究為何鋰-硫電池會失敗，以及尋找替代材料以獲得陽極和陰極，這些問題已經困擾了這個領域近30年。

  沃勒在空中揮舞著他的智能手機，哀嘆著鋰離子電池的缺陷，正是這些缺陷促使他和其他數百人加入了這場高風險的競賽，以期重新發(fā)明這些絕好卻又存在缺陷的電池。他說:“我們都必須制定策略來應對這種情況，不管是背夾式電池，還是帶著兩部手機，這都太瘋狂了，事情不應該是那樣的。” （小小）