电池作为电动汽车的核心部件，与续航里程和充电时间密切相关。目前大部分的电动车都在采用锂离子电池，比如采用磷酸铁锂电池的比亚迪E6、三元锂电池的特斯拉ModelS和锰酸锂电池的日产聆风。电池技术百花齐放，例如以下的四大技术，就是未来重要的发展方向。
纳米锂电池：充电时间大幅缩短
技术发展使得电池容量不断扩大，但随之而来的是充电时间的延长，对充电速度也有了更高的要求。目前的主流电动车的慢充时间在5到10小时之间，快速充电能在1到2小时内充满，但长期使用会影响电池寿命。而世界上最快的特斯拉超级电站，仅需40分钟就能充电80%，但这和纳米锂电池一比就不算什么了。
新加坡南洋理工大学发明了一种基于纳米管的新型电池，能在2分钟内充电70%，其使用寿命长达20年。传统的锂电池无法快速充电，主要出于石墨电极的安全考虑，在工作时电极表面会形成电解质膜，减慢锂离子的运输速度。但南洋理工大学采用二氧化钛纳米管凝胶来替代石墨，能让化学反应加速，进而缩短充电时间。但由于工艺复杂，成本较高，这项技术要普及恐怕还需要好几年。
锂空气电池：蓄电量倍数提升
锂空气电池的最大优点是能量密度高，目前的锂离子电池能量密度只有200Wh/kg左右，而现有的锂空气电池已经达到500Wh/kg，理论上的极限是12kWh/kg，还有极大的提升空间。IBM公司很看好这项技术，发起了“电池500”的项目，也就是将续航里程提升到500英里（即800公里）。
锂空气电池的正极是多孔导电碳，负极为锂电池，为了让锂离子和空气充分接触，特意将电池内部结构设计得像人体肺部一样，来加大与空气的接触面积。这种电池的充/放电效率较低，而且稳定性也是一大难题，在实际应用中可能会发生短路爆炸。最早看到它应用在电动车上，估计要等到2020年。
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