沒有鋰電池,我們的智能手機、平板電腦和筆記本電腦可能一文不值。
在鋰電池領域,日本靠著技術和產業上的先發優勢佔據世界第一,中國、韓國發力追趕。2014年,中國的鋰電池產量超過了日本、韓國,至今仍躋身世界第一。
中國鋰電池產能位居世界首位!國外卻想擺脫依賴。11月24日,歐盟委員會副主席Maros Sefcovic表示,到2025年時,歐盟將可以生產足夠的電池,而無需再依賴進口電池芯。目前,中國的鋰電池產量約佔全球總產量的80%,但是歐洲的產能將快速提升。
數十年來,研究人員、企業一直在嘗試製造經濟實惠、可充電、不易燃的鋰金屬電池,但都失敗了。
一家美國固態鋰金屬電池公司 QuantumScape (以下稱為Q)於近日表示,其鋰金屬電池將很快應用到汽車和卡車上,但有一些觀察家仍持懷疑態度。
在 12 月 8 日的新聞公告中,Q終於提供了實驗室測試的技術結果:Q研製了一款半固態電池,大多數電池靠電解液來促進帶電原子在設備中移動,而這種電池使用的則是固態電解質。
Q 電池的表現確實出類拔萃,在去年的一項測試中,美國汽車媒體 MotorTrend 發現,一輛電量為 5% 的 Model 3 汽車,使用特斯拉的 V3 超級充電器充到 90% 花了 37 分鐘。而 Q電池不到 15 分鐘就能充到 80%,並且在 800 次充電週期內可保持 80% 以上的容量,大致相當於行駛 24 萬英裡。即使充電和放電非常頻繁,電池性能也幾乎沒有打折扣。
但幾大挑戰隨之而來。首先,鋰極不穩定。如果鋰接觸到支持離子移動的電解液等液體,可能會引發副反應,導致電池退化或起火。其次,鋰離子流動會形成所謂樹枝狀的針狀物,可能刺穿電池中間的分離器,導致電池短路。
Q 的重要創新之一為開發出一種固態陶瓷電解質,該電解質也是分離器。這種電解質只有幾十微米厚,能抑制樹枝狀物的形成,同時鋰離子也能輕鬆來回通過。電池陰極側的電解液是某種形式的凝膠,所以 Q電池不是完全固態電池。
Q認為,電池採用固態技術,將比目前的鋰離子電池更安全。鋰離子電池在極端情況下仍會偶爾起火。另一個重要進步是,Q電池沒有明顯區分出陽極。
然而,還有一個問題懸而未決。Q是在單層電池上進行實驗室測試。而汽車電池需要有幾十層電池一起工作。從試驗到商業化生產是儲能領域的重大挑戰,許多曾經很有前途的電池初創企業都沒有跨過這個坎,一敗塗地。
其他行業觀察家也表示,如果 Q到目前為止只對單層電池進行嚴格測試,那麼該公司能否通過規模化和安全測試,並在 2025 年之前將電池用於車輛依然存疑。
鋰電池是我們生活中的 重要能源,許多公司也在研究更優秀的鋰電池,不管這次的固態鋰電池能否成功,鋰電池的發展也將繼續前進!
作為到2050年實現“氣候中立”計劃的一部分,歐洲想擺脫鋰電池靠進口的現狀,有著長遠的佈局既環保考量——減少碳排放。在汽車領域,減少燃油車,推廣新能源汽車。
但歐洲想擺脫依賴,恐怕沒那麼容易。生產鋰電池,核心的是控制最上遊的鋰礦資源。而全球現查明的鋰礦資源總量約6200萬噸,主要分佈在南美洲和澳大利亞,歐洲國家幾乎可忽略不計。中國、美國、日本、韓國等雖鋰礦資源都不算豐富,但都“起了個早”在海外佈局。有數據顯示,中國已經掌握了全球一半的鋰礦資源。反觀歐洲,自有鋰礦資源少,佈局就已經趕了個晚集。
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