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解析电动汽车弯道超车的关键:电池技术的研究

2015-11-13 09:18
kumsing
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  蒋业明想为何不用锂电池的化学成分来造液流电池呢?这种结合的产物将拥有比液流电池更小的体积,比锂电池更低的生产成本。于是他把这个课题交给了一位本科生MihaiDuduta,仅仅一个月后,Duhata拿出了第一个工作原型。如此惊人的速度让所有人吃了一惊,蒋业明随即向投资人展示了原型,并获得了1250万美元的投资。有了弹药,24M开工了。只是,画面太美,世界把24M当成了挑战风车的唐吉坷德。新概念走向死胡同!

  24M的一个小实验吸引了他们的注意力。蒋业明要求团队生产一些锂离子静态电池作为对照,结果非常令人意外。他们用液流电池的泥浆制作了一些静态电池,并对它们进行数百次的充放电,电池容量竟然惊人地稳定。这一现象让一些年轻的员工,包括立下汗马功劳的Duduta,对液流电池产生了怀疑。这些年轻人不像蒋业明那样痴迷于液流电池,他们开始认为静态的电池才是正确的出路。

  24M液流电池的成败,取决于能否找到合适的储液罐尺寸,来使液流电池的生产成本降到静态电池(staticbattery)之下。而直至2010年末,团队仍然没有找到这个“盈亏平衡点”。两派观点各执一词,蒋业明不认为“平衡点”是个问题,而他多年的合作伙伴CraigCarter却坚持要找到这个平衡点。Carter招来一个小伙子JeffDisko,以不找到不罢休的精神,开始死磕各项参数。接下来的两周时间里,Disko加班加点对数据进行整理,Carter则做了个软件,用于对电池参数进行可视化展示。两周后,他们终于找到了那个平衡点。结果是,要与化石能源竞争,锂离子液流电池将需要一个巨大的液流仓。要多大?大概相当于一座核电厂那么大。这样的结果,不但Carter和Disko不敢相信,对于整个团队来说都是难以接受的。他们反复对数据进行核对,“不可能”的答案反复呈现。于是2011年初的一次会议上他们向团队展示了研究结果:除非是要为一座城市供能,否则还是用静态电池比较划算。

  与许多初创公司一样,当初灵机一动的点子都会死在商业化的道路上。开完会两天后,蒋业明宣布放弃液流电池,公司将研发一种静态电池,24M把做过的事情归零。

  列支敦士登的nanoFLOWCELL的液流电池,也存在在蒋业明的液流电池相同的问题——体积过大。在电动汽车上,不是将原型车中200升体积的电池仓,扩充至800升就可续航1000公里这么简单。

  2、关于固态电池

  《三种改变世界的电池技术》中介绍了Sakti3的固态电池,“固态电池拥有多种类型,但它们的共同之处是放弃了锂离子电池当中可燃性很高的液态电解质,转而使用了其他材料——通常是金属混合物——来在电极之间传导电子和产生电能。”“由于内部不含液体,固态电池也就没有必要被加入绝缘层和其他安全措施,因此这种电池的体积和重量相比锂电池有所降低,同时适应能力更强。对于电动汽车厂商来说,这些都是颇具吸引力的优势。”

  众所周知,锂电池的电解质只是锂离子的导体,不能储能。锂电池的电解质也不会是“金属混合物”,因金属不可传导离子。液态的电解质改变为固态电解质,如使用的电解质总量不变,也不可能提高电池的能量密度。仅仅是减少绝缘层和其他安全措施而降低的非储能材料的重量是有限的,因而由此提高的能量密度也不会多。

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