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电池是新的石油吗?

日期:2019-12-12    来源:福布斯中国

能源资讯中心

2019
12/12
10:48

关键词: 电池产业 锂电池技术 液态电解质

   锂离子电池在20世纪70年代就出现了。今天的电池技术花了50年才达到今天的水平。
  当今的运输行业充满了电池。电池创新是一个竞争激烈的领域,每天都有大量的投资涌入电池技术和制造业。考虑到未来几十年全球电气化的广泛发展,这一切都不足为奇。许多挑战电力基础设施和产品的局限性,包括技术上和社会上的,都是基于电池技术的局限性。电池是电子世界跳动的心脏,它们能做什么,不能做什么,决定了科技发展的最前沿在哪里。
  电池创新领域充满了初创公司和革命性的想法。一家零排放重型卡车制造商正在研究氢电池; 另一家电池技术公司生产固态电池,抛弃了液态电解质; 另一家公司正在用石墨烯制造电池,以降低成本并制造一种电动汽车电池,可以在5到15分钟内充满电。
  改善电池的化学特性是困难的。在生产领域有一句反映电化学挑战的老话: 每个人都想要一个好、快、便宜的产品……但你只能选其中的两样。当涉及到电池技术时,有六个衡量标准会造成一种不可原谅的平衡: 功率、安全、耐温、寿命、成本和能源。增加这些因素中的一个总是以牺牲至少另一个其他衡量标准为代价。这个领域中许多最聪明的创新者都在寻找一种灵丹妙药,将他们从这六个因素的冲突中解脱出来,并不断地遇到障碍。
  锂离子电池在20世纪70年代就出现了。今天的电池技术花了50年才达到今天的水平。目前,电池技术的绝大多数创新都发生在锂离子电池的大帐篷里,在那里,增量式的进化起着主导作用。锂离子电池面临的挑战已经得到了广泛的理解,并得到了大量研究人员和实业家苦心构建的知识体系的支持。
  用这种技术建立新的化学体系需要数年时间。重要的是要了解,在这个领域的关键组成部分是简单的电池。——Addionics公司首席执行官Moshiel Biton博士。
  承认电池化学家们面临的艰难历程,也让我们认识到,锂离子很可能在未来10年或更长的时间里仍将是标准(不仅在技术方面,而且在应用和基础设施方面,这些都是巨大的因素)。投资在电池技术上的数十亿美元,基本上都集中在这样的一些公司身上,这些公司都在研究如何巧妙地改善这六种因素中的一种或多种,同时将其他因素的成本降至最低。以色列电池技术公司Addionics就是这样一家公司。
  Addionics公司的首席执行官和联合创始人Moshiel Biton博士拥有材料科学的博士学位。他对自己开发的技术的着迷和热情在他的演讲中表现得很明显,无论是谈论电池技术历史还是交通电气化。他的公司属于一类相当独特的创新者,他们尊重锂离子化学所划定的边界,但已经找到了一种新颖的解决方案,既可以应用于锂离子领域,也可以应用于锂离子领域之外的领域。
  Biton坦率地谈到了这一领域的进展速度: “在这项技术中建立新的化学体系需要数年时间。重要的是要了解,在这个领域的关键组成部分是简单的电池。像特斯拉这样的公司会明智地选择那些经过良好测试、易于理解、可扩展的电池,并将其安装到他们的汽车上。为了增加行驶里程,他们增加了更多的电池,直到达到一个极限。这里面没有诡计。”
  然而,锂离子电池在性能上已经达到了一个显著的稳定阶段。如今,大多数电池公司都把重点放在电池的化学成分上,寻求至少改善其中一个因素的方法。但正如Biton所说,在能量密度与功率密度的问题上存在一个难题。“能量密度与产能有关,决定了我能把车开多远;功率密度与充电时间有关,也与汽车的加速速度有关。这通常是两者之间的机会成本。目前的技术只能通过削弱另一种技术来改善其中一种技术。”
  这就引出了Addionics公司(已经具备商业可行性)的主张。他们的方法使现有的电池技术——锂离子电池——的使用寿命增加了50%,充电速度减半,续航里程增加了一倍。Biton还明确表示,他们的技术不仅适用于锂离子电池: “我们的技术是不可知论的。任何电池化学都能从我们的创新和发展中受益。我们不是在赌一匹特定的马,而是赌整个比赛。我们是独一无二的,因为我们专注于一个被业内其他公司视为理所当然的领域。”
  电气化的支持者们必须保持耐心,因为我们要找到革命性的动力电池解决方案。用电池取代化石燃料作为交通的心脏是一个漫长而复杂的过程。然而,如果像Biton引领的这些公司继续寻找巧妙的方法来发展我们已经了解的技术,我们将毫无疑问地实现全球电气化。
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