中國儲能網(wǎng)訊：JCESR(美國聯(lián)合能源存儲研究中心)從美國能源部得到1.2億美元的撥款，意圖在五年內(nèi)使電池能量密度提高五倍，同時電池價格降低至原來的五分之一。他們將這個叫做5-5-5 計劃。這可能嗎?
撇開天花亂墜的宣傳，讓我們來了解是什么讓電池成為電池。
社會上很多人認為電池技術可以使人們擺脫對石油的依賴，從而廣泛使用綠色能源。這項技術雖然看起來宏偉且順應時代發(fā)展，但是現(xiàn)在的電池還沒有成熟到足以承擔這個使命的地步。在推動這項技術發(fā)展的過程中，科學家們發(fā)現(xiàn)了電池的許多弊端。電化學電源是一種微弱的容器，它充電緩慢，攜帶的能量少，它像是一個發(fā)條驅動的玩具，只能夠工作一定的時間，并且在循環(huán)使用了幾百次之后壞掉，變成有害的東西。
電池在許多方面和人類很相似。它在一天的工作之后，需要良好的“補給”和長時間的復原，然后才能進行下一階段的放電，只有在達到自身的極限時才會失效。一些電池需要的充電時間和它們能供電的時間一樣，這和養(yǎng)育青少年是一個道理。
在這個發(fā)展快速地令人眼花繚亂的時代，電池的發(fā)展似乎是個例外。自從索尼公司在1991年成功將鋰離子電池商業(yè)化，與微電子技術的巨大進步相比，鋰離子電池的后續(xù)發(fā)展顯得不值一提，電子領域中被視為定理的摩爾定律在鋰離子電池的發(fā)展中也不再適用。相比于集成電路中晶體管數(shù)量的兩年一翻，在過去二十年中，鋰離子電池平均每年的容量提高僅8%，據(jù)說這個增益已經(jīng)下降到每年5%，同時成本每年僅下降8%。
電池由兩個電極組成，這兩個電極被浸潤在電解液(如同三明治中的火腿奶酪一樣，充當接觸劑)中，由隔膜隔離開。電池技術一直在發(fā)展，早在1970年，鋰空氣電池就被當作一個潛在的類似汽油的特定能源而提出，然而由于穩(wěn)定性和空氣純度的要求被擱置，因為鋰空氣電池工作時要從空氣中“呼吸”氧氣。金屬鋰負極是充滿希望的下一代鋰離子電池負極材料，它在20世紀八十年代被提出，但是由于鋰枝晶生長而引起的短路問題可能導致爆炸。鋰硫電池可能更接近商業(yè)化一些，但是科學家們必須解決鋰硫電池循環(huán)壽命太短的問題。氧化還原液流電池為大型的電池系統(tǒng)提出了解決方案，它通過泵壓來使外部箱中的液體流過隔膜。另外，據(jù)說有可能在鋰離子電池的負極上面包覆僅僅一個原子層厚度的石墨烯，這樣可以使電池的能量密度提高四倍。假設這些電池能夠在四年之內(nèi)商業(yè)化，那將是沒有難度的全壘打。
聯(lián)合能源存儲研究中心(JCESR)更為樂觀。這個組織召集了美國國家實驗室、大學及企業(yè)中最聰明的人來提高電池的性能。JCESR從美國能源部得到1.2億美元的撥款，意圖在五年內(nèi)使電池能量密度提高五倍，同時電池價格降低原來的五分之一。他們將這個叫做5-5-5 計劃。直到現(xiàn)在，電池技術正在有條不紊的發(fā)展，增加肥料會使電池這個樹苗更快的成長，但是太多的肥料也會毒害樹苗。 “五年之內(nèi)使電池的容量提高五倍同時價格降低五倍”這樣的話源自于一位CEO和持股人的談話，科學家們是不會說出這種言論的。
豐田也身處新型電池開發(fā)的競爭之中，將號稱是豐田佐吉之后的又一個"佐電池"(注：豐田佐吉是日本電力織機的發(fā)明者)。佐吉豐田被稱作日本工業(yè)革命之父，據(jù)說他在1925年許諾：對開發(fā)出比汽油提供更多能量的蓄電池的人，他將獎勵100萬日元。要想對得起這個巨大的獎勵，開發(fā)出的佐吉電池必須耐用并且能快速充電。
雖然進步緩慢，但電池方面的突破依舊很多，然而大多數(shù)最終歸于沉寂，這主要因為它無法滿足下面十個關鍵的最低技術要求，它們是：
1. 滿足長時間運行的高比能量
2. 滿足高負載電流的大比功率
3. 價格實惠
4. 使用壽命長
5. 安全性高
6. 工作溫度范圍寬
7. 低毒
8. 能夠快速充電
9. 自放電率低
10. 儲藏壽命長
