虽然已经有了数十亿美元的投资，以及多家高知名度的初创公司，能源行业还是面临着一个根本性的、看似无法解决的挑战：以一种紧凑、持久、低成本的方式储存大量能源仍然非常困难。越来越多的研究人员希望解决已知的三维电池，可以采用多种形式，但往往趋向于多孔、海绵状结构，而不是传统的“二维”形式：箱子里液态电解质溶液当中的金属薄层。

过去的几个月里，一家位于Fort Collins、由科罗拉多州立大学（Colorado State University）孵化、名为Prieto Battery的初创公司成功生产出了其创始人Amy Prieto所称的“第一个真正的可充放电、并能保持一定电力的3D电池”——换句话说，这填补了传统电池的基本需求。相比于传统电池而言，3D电池可能生产成本更低、充电更快、更安全、体积更小、更加环保。甚至，因其可以制成轻量化、柔性化、形状几乎没有任何限制，故而可以为一些以前无法想象的领域提供储能。

Prieto的3D固态电池代表着当前电池的两个激进方向：由什么组成，如何制得。Prieto实验室中，就在落基山山脚下，并排着8个水箱。接下来是不同密度铜泡沫辊架。这种泡沫是电池的原材料，通过电镀制得掺锑的铜作为电池负极。这种泡沫是多孔的，内部几乎是空气，但每一小片可能都具有巨大的表面积。增加表面积可以减少离子输运间距，从而提高功率和能量密度。

一旦泡沫被涂在负极上，具有聚合物电解质的层提供了物理屏障，阻止离子的移动，但不是电子。最后，墨浆形成了黑色的正极。最终的产品泡沫电池是由数英尺大小、只有纸张那么厚的两片电极组成。用塑料袋密封，Prieto电池可快速充电，每体积上储存的能量是传统电池的两倍，且没有锂离子电池的那种过热现象。

采用多孔材料作为电池组件的想法并不是新的：比如说许多传统的铅酸电池采用铅泡沫作为负极。完全采用多孔内部结构的电池概念来自于Debra Rolison的研究，Debra Rolison是海军研究实验室（Naval Research Laboratory）的一名化学家，是该实验室先进电化学材料分部（Advanced Electrochemical Materials Section）的负责人。20世纪90年代初，Rolison就开始研究燃料电池的新型催化材料，1998年，她提出了采用碳气凝胶——多孔材料来作为正极材料可插入制成3D电池的想法。当她第一次提出这个想法的时候，她说：“99%的人认为我是疯狂的。”但是现在有很多研究人员正是利用这个想法的——很多的新型材料，比如木制纤维素。

哈佛大学研究人员Max Hamedi致力于研究由木浆制备弹性泡沫电池，他说，类似于Prieto的3D电池技术，“有可能超越建立的2D系统的任何电池。这项研究马上就要爆发了。”

Prieto从一开始就追求简洁，采用生产成本低廉的常见材料，这样可以很容易的规模化生产。该公司的第一款产品并不是完整的电池，而是利用铜泡沫负极取代传统电池当中的石墨负极。9月，Prieto宣布与Intel合作，利用芯片制造商技术制造集团（Technology Manufacturing Group）的专业知识。Prieto的第一款更换负极将于2016年底推向市场，完整电池将于2018年推出。

当然，还有其他公司也在固态电池上创新。Sakti3正在研究固态锂离子电池，在容量相同的情况下，其大小只有传统体系的一半至1/3。加利福尼亚州的Seeo公司致力于金属锂负极的固态电池，最近已被汽车行业主要供应商Bosch收购。这些公司都没有采用3D泡沫结构。

Intel内部孵化器总经理Mark Pontarelli说：“我们看到了Prieto技术的潜力，有助于在可穿戴设备上的创新，在这一领域高能量密度的固态电池能够引领新潮流。铜泡沫用于制造电池，填补了设计上的空白，在不增加产品大小的前提下电池的寿命提高了。”

Pontarelli表示，第一款应用可能是很小的——比如说，可穿戴系统和消费电子产品——但是没有明显的理由说泡沫电池不能在电动汽车上应用，甚至有一天可以用于电网存储系统。

新材料在线编译整理——翻译：菠菜    校正：摩天轮