在牛津郡庞大的哈韦尔科学与创新园区，也就是约翰·古德诺夫(John Goodenough)签署协议宣布放弃他在锂离子领域取得重大突破专利的地方，史蒂芬·沃勒（Stephen Voller）举着一块与饮料杯大小和形状相似的碳纤维。沃勒是一位和蔼可亲的曼城球迷，年近50岁。在加盟首个浏览器品牌网景（Netscape）公司之前，他曾在IB+M担任软件工程师。在公司被AOL收购后，沃勒对笔记本电脑电池续航时间的限制越来越感到失望，于是决定采取些措施。

  沃勒的第一个想法是使用氢燃料电池来延长电池巡航时间，但它的波动性证明是便携式电子产品无法克服的挑战。他说:“让氢气通过机场安检是相当困难的。”然后，通过牛津大学的熟人，沃勒听说了一些令人兴奋的研究，包括性能更像超级电容器的极快充电材料。当电池以化学方式储存能量时，超级电容器却可将其置于电场中，就像气球上的静电收集一样。

  超级电容器的问题在于，它们不能像电池一样储存那么多的能量，而且电量会很快泄露出去。如果你不经常使用，锂离子电池的放电可持续2周，而超级电容器只能保持数小时。许多业内人士认为，将超级电容器与电池结合起来，可能对智能手机和其他耗电的消费科技产品有利。海格特表示，超级电容器可以被用来制造一、两分钟内就能充满电的混合手机，而且还可以作为备用的锂离子电池。他说:“如果你可以非常快速的充电，你可以把它放在感应圈上，在你搅拌咖啡的时候充电。”

  沃勒认为，他可以做得更好。2013年，他创立了ZapGo，该公司正在开发碳基电池，其充电速度与超级电容器一样快，但充电时间与锂离子电池差不多。到2017年11月，该公司的员工已增至22人，分别在哈韦尔的卢瑟福德阿普尔顿实验室和北卡罗来纳州夏洛特的办公室工作。它的第一个消费电池将被用在今年年底推出的第三方产品上，包括用于汽车的助推起动装置，以及充电时间从8小时缩短至5分钟的电动滑板车。

  沃勒手里拿着的那块碳纤维是一块电池，使用了固态电解质，不会着火。两个电极是由薄层铝制成的，上面覆盖着纳米结构的碳，用来增加表面积。沃勒说：“你希望它看起来像喜马拉雅山。”尽管在显微镜下，它更像是城市天际线的轮廓。ZapGo技术的关键在于提高效率和减少漏电量，主要是通过确保电解液无缝地与上面的碳天际线相吻合，就像尼龙搭扣一样。

  碳基电池的最大优势是长寿。因为ZapGo的电池存储更像气球，而不是传统的电池。正如沃勒所说“没有化学反应”，他声称新电池可以持续10万个放电周期，这是锂离子电池的100倍。即使每天给手机充电，也可以使用30年。目前的第三代ZapGo电池还没有强大到可以运行智能手机的地步，但由于使用的材料没有提供增加电压的障碍，沃勒预计这种电池将在2022年，也就是“iPhone 15前后”投入应用。

  这需要改变充电基础设施。许多爆炸事件被归咎于廉价的第三方充电器，而这些充电器没有阻止爆炸所需的电子设备。对于ZapGo的电池，或者任何基于超级电容的系统，你需要一个充电器来做相反的事情——从电网中吸取和储存能量，然后在短时间内把它送到你的手机上。在实验室里，沃勒的团队已经制造出了笔记本电脑大小的电源，但他们正在努力使它变得更小、更高效。

  包括戴森设计工程学院的萨姆·库珀(Sam Cooper)在内的许多人质疑，这些公司是否真的希望在产品中植入能持续使用如此之久的附件。库珀说：“手机公司有个明确的利润激励，就是要在下次发布时让老款设备及时停产。为此，研发更好电池的竞赛可能根本不存在。”沃勒承认，ZapGo持有的大约30项专利中，有一种方法可人为地降低电池的使用寿命，阻止它们持续使用30年。他说：“我们不会这么做，但如果客户愿意，我们有能力提供给他们。”

  与现有技术相比，碳基储能技术还有另一个主要优势。它实际上可以作为手机外部结构使用。沃勒并没有设计出适合当前手机设计的电池，而是在为柔性屏幕和可折叠设备的未来做准备。在5G网络下，我们所有的数据都来自云端，电池续航时间变得更加重要。

  沃勒沿着他办公室狭窄的走廊走着，走到午后的阳光下，穿过Diamond Light Source的阴影，这是个巨大的环形建筑，看起来像是外星飞船降落在牛津郡的乡村。在内部，研究人员正在利用加速光束在微观尺度上对潜在的电池材料进行研究，探究为何锂-硫电池会失败，以及寻找替代材料以获得阳极和阴极，这些问题已经困扰了这个领域近30年。

  沃勒在空中挥舞着他的智能手机，哀叹着锂离子电池的缺陷，正是这些缺陷促使他和其他数百人加入了这场高风险的竞赛，以期重新发明这些绝好却又存在缺陷的电池。他说:“我们都必须制定策略来应对这种情况，不管是背夹式电池，还是带着两部手机，这都太疯狂了，事情不应该是那样的。” （小小）