中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：如果在搜索引擎中輸入“電池”和“突破”，你會(huì)看到一頁又一頁的鏈接。其中不乏振奮人心的文章和業(yè)內(nèi)公司的崇高愿景。
然而，根據(jù)眾多相關(guān)人士的說法，在當(dāng)今的技術(shù)背景下使用“突破”這個(gè)詞，就算往好的方面說，也是一種誤導(dǎo)。他們認(rèn)為，那些“最新的研究發(fā)現(xiàn)”，或者“不久的將來取得成果”的說法幾乎都是無稽之談。
電池初創(chuàng)公司Conamix的CEO夏洛特漢密爾頓表示:“你不用在業(yè)內(nèi)呆太久，就能聽到這樣一句話:‘電池供應(yīng)商都是大騙子’?！?（Liar, liar, batterysupplier）
電池在日常生活中的重要性不言而喻。電池的性能決定了電動(dòng)車的充電時(shí)間和行駛里程，電力儲(chǔ)存對(duì)于不斷增長的可再生能源需求也至關(guān)重要。這些因素推高了電池的需求，使該行業(yè)成為最熱門的投資領(lǐng)域之一。
據(jù)金融數(shù)據(jù)公司PitchBook統(tǒng)計(jì)，2021年，各大風(fēng)險(xiǎn)投資公司在全球向業(yè)內(nèi)的初創(chuàng)公司投入了近180億美元，范圍涵蓋了從電池制造到鋰礦開采的方方面面。
人們很容易將那些電池的突破歸結(jié)為科技行業(yè)的夸張和嘩眾取寵。一個(gè)典型的案例就是:研究人員發(fā)明了一種電池，這種電池看起來很有前景，但從未接近商業(yè)化。把這換一種說法就變成了：“一輛續(xù)航長達(dá)3200公里的電動(dòng)汽車觸手可及?！?
最近，哈佛大學(xué)研究員李鑫(Xin Li)和他的團(tuán)隊(duì)在科學(xué)期刊《自然》上發(fā)表了一篇關(guān)于一種新型高容量固態(tài)電池的論文。李鑫說：“人們喜歡突破，但我們寫論文時(shí)盡量避免使用這類詞匯。在我看來，過去5年有太多電池上的‘突破’，但沒有多少能應(yīng)用到商業(yè)產(chǎn)品中。”
這種“口嗨”付出了實(shí)際的代價(jià)。投資者很難從紛繁的炒作中找到真正的投資對(duì)象，而對(duì)自己的業(yè)績坦率直言的公司則可能融資失敗。
漢密爾頓女士說：“這使得融資變得非常困難。”她的公司正在努力尋找電池關(guān)鍵組件的新材料，以更低的成本增加能量密度。她補(bǔ)充道:“如果像這樣說，‘我們擁有世界上最好的鋰硫電池，但還不足以應(yīng)用到汽車領(lǐng)域’，我的說服力就會(huì)大打折扣?！?
自1991年鋰離子電池首次商業(yè)化以來，幾十年的歷史證明，真正的技術(shù)突破是少之又少的。
特斯拉聯(lián)合創(chuàng)始人馬克塔本寧表示:“在2003年，我們創(chuàng)立特斯拉時(shí)，電池的性能只是剛好夠用，但我們注意到，電池的容量以每年7%至8%的速度提高，而且這種情況持續(xù)了很長一段時(shí)間。已經(jīng)19年了，但我們的電池容量仍然沒有發(fā)生根本性的變化——只是以這個(gè)速度慢慢增長?！?
電池技術(shù)的進(jìn)步是漸進(jìn)性的，而非革命性的一蹴而就。究其原因，可以歸結(jié)為高容量電池固有的復(fù)雜性。在分子水平上，鋰離子電池內(nèi)部發(fā)生的是一系列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)。電池充電時(shí)以一種方式進(jìn)行，放電時(shí)則完全相反，這個(gè)過程必須重復(fù)無數(shù)次。
而且，這個(gè)過程從來都不是完美的，即使是最好的電池，容量也會(huì)隨著時(shí)間的推移而下降。
在理論上，有很多可以使現(xiàn)有電池容量增加一倍或三倍的方法，但造出的電池在充電幾次后就報(bào)廢了。最典型的例子就是鋰硫電池，理論上它的容量是現(xiàn)有電池的10倍。唯一的問題是:如果用制造當(dāng)前電池的方法制造鋰硫電池，它在充電一兩次后就會(huì)壞掉。
今天生產(chǎn)的大多數(shù)電池被用于電動(dòng)汽車的制造，而不是手持類電子設(shè)備，部分原因是車企海量的需求。舉例來說，特斯拉生產(chǎn)的最小的電池組所包含的電量相當(dāng)于1666部iPhone，一輛電動(dòng)悍馬則相當(dāng)于7000部。因此，電動(dòng)汽車現(xiàn)在是電池需求的主要?jiǎng)恿?，各大車企的要求是電池制造商必須滿足的標(biāo)準(zhǔn)。
然而，研究人員和初創(chuàng)公司報(bào)告電池性能的方式，往往沒能反映出汽車制造商的真實(shí)要求。
漢密爾頓女士說，雖然在實(shí)驗(yàn)室里很容易就能制造出性能良好的電池，但是如何寫報(bào)告卻暗藏花招。這類報(bào)告傾向于淡化一個(gè)事實(shí)，即現(xiàn)實(shí)世界中的電池必須在至少六個(gè)不同的標(biāo)準(zhǔn)下表現(xiàn)良好。這些標(biāo)準(zhǔn)包括提供加速動(dòng)力，單位能量密度能夠支撐長里程續(xù)航，數(shù)千次的充放電循環(huán)，對(duì)環(huán)境溫度的泛適應(yīng)性，在損壞時(shí)不容易起火。
此外，電池的成本也不能太高，因?yàn)殡姵氐膬r(jià)格往往決定了汽車的價(jià)格。
即使一項(xiàng)新電池技術(shù)可以滿足所有的標(biāo)準(zhǔn)，如何生產(chǎn)也是巨大的挑戰(zhàn)。
汽車咨詢公司Munro &Associates的總裁科里斯圖本表示，按照車企需求的規(guī)模將新電池技術(shù)商業(yè)化，可能需要數(shù)十億美元的投資。
塔本寧說，制造商們已經(jīng)在鋰離子電池技術(shù)上傾注了大量的資金和研發(fā)成本，這是其他技術(shù)望塵莫及的，除非它們能以現(xiàn)有的設(shè)施，以幾乎相同的方式生產(chǎn)。
鑒于此，許多公司將目標(biāo)放在了改進(jìn)現(xiàn)有的電池技術(shù)。電池初創(chuàng)公司Coreshell的CEO喬納森譚表示，該公司正努力將一種鋰電池涂層商業(yè)化，這種涂層可以讓電池在更高溫度下安全運(yùn)行，并延長使用壽命。
（截圖來源：Physics World）
另一邊，研究人員也在孜孜不倦地研究制造電池的新技術(shù)。據(jù)科學(xué)期刊Physics World報(bào)道，哈佛大學(xué)李鑫博士的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)找到了一種延長固態(tài)電池使用壽命的方法。這種電池技術(shù)可以將電動(dòng)汽車的壽命延長至汽油汽車的壽命——10至15年，而無需更換電池。由于其高電流密度，該電池可以在10-20分鐘內(nèi)充滿電。
但李博士稱，該技術(shù)的商業(yè)化可能需要數(shù)年時(shí)間，更不用說在研究成果和規(guī)?；a(chǎn)轉(zhuǎn)化過程中會(huì)出現(xiàn)的未知障礙。
《華爾街日?qǐng)?bào)》指出，這些漫長的開發(fā)周期的結(jié)果是，即使電池技術(shù)“突破”最終進(jìn)入市場(chǎng)，可能只是在現(xiàn)有電池容量上略有增長，而非質(zhì)的飛躍。塔本寧說:“當(dāng)他們最終將這些產(chǎn)品投入生產(chǎn)時(shí)，可能會(huì)說，‘哦，這不過又是一個(gè)8%的增長’?！?
編譯自《華爾街日?qǐng)?bào)》、Physics World
