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爱迪生:蓄电池是一个骗局

电能配件 2022-8-31 14:17 Au: 能源新闻


爱迪生:蓄电池是一个圈套

撰文 / 马晓蕾
编辑 / 吴 静
设计 / 师玉超
来源 / 彭博社,作者:Paul Tullis

1883年,托马斯·爱迪生(Thomas Edison)在一次演讲中说道:“蓄电池是一个圈套,在充电次数到达一定值时,它的效率和容量城市下降。”

与阿谁遥远的时代相比,电池技术已经实现了奔腾,有了新的结构和化学成份,续航里程从爱迪生讲话时的4英里,跃升到20世纪90年月通用汽车公司137马力EV1的70英里,再飙升至今天特斯拉825马力Model S的375英里。

科学家和制造商许诺,下一代电池还会有类似的突破,为车辆提供更远续航,充电速度更快,寿命更长,而且需要的稀有或有毒材料更少,如钴、锂和镍。而且,它们的价格将加倍实惠,可以用于经济车型。

虽然难度很大,行业带领者依旧相信可以通过硅或锂金属阳极和固体电解质等新材料超越今天的锂离子电池技术。可是,希望对其进行投资的投资者和汽车制造商面临着一个重大的障碍:没有公认的性能标准,很难证实哪个更好。


爱迪生:蓄电池是一个圈套

马萨诸塞州沃本市(Woburn)一家专门从事锂金属技术的电池公司SES AI的首席执行官胡启超(音译)说:“电池行业的最大问题是假新闻太多了,我们需要一个公认的、同一的标准工具。”

某项性能的突破往往以牺牲另一性能为价格。续航更长通常意味着充电时间变长,而充电更快往往会影响续航水平。

而且,有望进步能量密度的硅阳极的耐久性不如今天的石墨阳极,今朝没有人知道该如何解决这个问题。

科罗拉多州Solid Power公司的首席执行官道格·坎贝尔(Doug Campbell)说:“电池与其他科学范畴没有什么分歧,没有什么工具是免费的。”该公司与宝马和福特合作建造固体电池。

一些企业尚停留在用手工制作测试电池的阶段,由于它们还没有能力建立一个试验设施,这意味着他们对成果有更大的控制权。就像一件量身定做的衣服会比现成的衣服更合身一样,将手工制作的电池与工场生产的原型相比力,手工制作的版本更有上风。

可是,在流水线上生产时,它的性能是否还会与之一致,谁也说不准。同时,测试可能发生在截然分歧的条件下,一个在45摄氏度(113华氏度)下表示出色的电池在正常温度下可能表示欠安。

以色列电池创业公司Addionics的首席执行官莫西尔·比顿(Moshiel Biton)说:“对于经验丰富的科学家或科研职员来说,都很难进行比力,这是一个大的问题。”


爱迪生:蓄电池是一个圈套

虽然国家标准与技术研究所(National Institute of Standards and Technology)等团体暗示没有计划制定具体标准,但评估电池原型的想法正在酝酿中。

虽然美国能源部的车辆技术办公室要求各公司上报技术成就和进展,但并不是每家企业城市介入进来,而且它们使用的格式各不相同,难以进行比力。

去年,联邦先进电池同盟(Federal Consortium for Advanced Batteries)发布了一套企业应该进行的测试协议,但只针对电芯,而不是整个电池。一些学术期刊,如《自然能源》和美国化学学会的《ACS能源通讯》规定了检查清单,研究论文的作者必须在颁发前进行填写。

位于加州利弗莫尔(Livermore)的桑迪亚国家实验室(Sandia National Laboratories)的顶级材料科学家阿莱克·塔林(Alec Talin)说:“这样也算是在一定水平上,小范围内规定了同一的比力标准”


爱迪生:蓄电池是一个圈套

一般指标是能量密度(在给定的重量和体积中所容纳的动气力)。对制造商而言,更重要的是显示在数百次充电后密度的连结情况,以及这些充电属于快充还是慢充。

另一个指标是在极端温度下的表示,电池通常在低温下性能会削弱,而某些电池的化学结构,如Solid Power的电池在高温下表示更好。第三是根基平安性,即在什么情况下电池会断电失效,而当它失效时,是否会造成灾难性的后果。

可制造性也很重要,由于假如能直接在生产锂离子电池的设施中组装产物,要比建立专门工场省一大笔钱

最后,检验一种电池是否有潜力取代锂离子电池的一个简单标准是是否有人在使用它。瑞典Northvolt AB公司2021年收购的湾区锂金属专家Cuberg公司的首席执行官理查德.王(Richard Wang)说:“假如你能生产出几百或几千个电池,这就是一个市场信号,表白你的工具有价值。”

能源部劳伦斯伯克利国家实验室(Energy Department’s Lawrence Berkeley National Laboratory)的工程师史蒂夫·哈里斯(Steve Harris)曾为福特和通用汽车开辟过电池技术,他回忆起2010年月初对锂硫电池的追捧,号称这种电池“均匀每克的能量密度极高”。

“却没有人问一句,每克什么的能量密度?”哈里斯说。

然后在2015年,加州大学伯克利分校的教授布莱恩·麦克洛斯基(Brian McCloskey)颁发了一篇论文,表白具有如此神奇能量密度的锂硫阳极电池,实际上需要大量的电解质才能提供报告中的容量,这根基上注定了它们无法用于汽车。

“企业有的是法子误导人们。”哈里斯说,“它们选择性地提供对它们有利的数据,而掩盖关键信息。或者在很是理想条件下测试性能。换句话说,正如爱迪生所言,‘你这个骗子’。”


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