能續航百萬英里的電動汽車電池，可能被特斯拉發明了

未來汽車日報編者按:2019年諾貝爾化學獎揭曉后，約翰·古德諾(John Goodenough)的研究將人們的目光轉向了電池行業的發展。最近，特斯拉聲稱已經發明了一種電池壽命為一百萬英里的電池，可以讓一輛汽車行駛76年。埃隆·馬斯克(elon musk)的這項技術可能會成為未來所需的無人駕駛汽車發展的關鍵。本文翻譯自寫作平臺Medium題為《特斯拉可能發明了百萬英里電動車電池》的原文。這篇文章的作者是史蒂夫·萊文。

賈科莫·巴格納拉在愛迪生之后的一個世紀里，電池的世界充斥著夸張和小謊言。美國的大學和私人實驗室通常會宣布所謂的重要新飛躍，但當鏡頭消失后，他們就會沉默。很多人對特斯拉的CEO埃隆·馬斯克(elon musk)抱有疑慮，包括美國監管機構和華爾街，因為他總是提出一些高不可攀的要求，有時甚至直接觸犯法律。但現在，這家可疑的汽車制造商申請了一項電池系統的專利，這種電池系統可以行駛一百萬英里，足夠普通美國人駕駛76年。有人需要過這樣的車嗎？我不知道。但如果你是馬斯克，你會發現未來會有一個車隊，在車主不使用的時候，可以變成無人駕駛或者自動駕駛出租車。他希望這支車隊能成為特斯拉。一個新的巨大利潤點。雖然歐美領先的電池研究人員并不確定特斯拉的成本，但有一篇新發布的學術論文描述了這種電池的續航里程為一百萬英里，這是嚴謹而有說服力的。“它的結論是驚人的，”加州大學伯克利分校材料科學教授Gerbrand Ceder說。加拿大達爾豪西大學教授杰夫·達恩(Jeff Dahn)是這篇論文的作者。他和特斯拉簽了合同。本文主要提出了無人駕駛出租車、公交車、兩輪半掛車的實質性進展。使用20年的網格電池，這些汽車可以在20分鐘內充滿電。這些都是電力新時代的最大野心，而一種新的鋰離子電池，正如杰夫·達恩所說，將極大地恢復馬斯克在應用尖端技術領域的聲譽。如果你是馬斯克，你會發現未來會有一個車隊的汽車可以變成無人駕駛或自動駕駛出租車。在過去的四到五十年中，很少有發明像鋰離子電池一樣對電池行業產生如此大的影響。也正是這項技術，讓20世紀的突破性電子杰作——晶體管——擺脫了家庭和辦公室的電源線束縛，成為移動電子革命的引擎。正極，鋰離子的心臟，是約翰·古德諾(John Goodenough)在1981年發明的(當時他在牛津大學任教，現在是美國德克薩斯大學的教授)。十年后，被索尼推向市場。你在看這篇文章的手機里一定有Goodenough的發明。此后，包括杰夫·達恩(Jeff Dahn)在內的研究人員發明了三四種相互競爭的鋰離子配方，但都保留了Goodenough的原始架構。四十年后，Goodenough的基本理念仍然是電池行業的黃金法則。關于鋰離子，另一個需要了解的是它與晶體管的區別。摩爾定律描述了硅芯片每18個月就要增加一倍的電量，但是電池卻沒有類似摩爾定律的規則。如果鋰離子以硅的速度推進，可能到現在已經差不多把化石燃料趕出交通行業了，還能解決氣候變化的問題。從1981年開始，鋰離子雖然有了一些進步，但是還沒有達到這個速度。10年前，鋰離子電池的成本超過1100美元/千瓦時，這是一個衡量能量密度的指標。當時，美國能源部制定了100美元/千瓦時的里程碑目標。如果能實現，那么電氣設備就要和汽車爭奪第一名進行正面交鋒。對于我這樣的人來說，年復一年地在行業會議上聽到各種各樣的目標是很可笑的，因為我從來沒有聽說過有哪個研究者認為這個想法是可行的。然而，根據可再生能源研究公司BloombergNEF的最新研究，感覺差不多。去年，該成本已降至平均176美元/千瓦時。BNEF還表示，五年內，油價將跌破100美元。到某個e……ent，汽車制造商將以更低的價格將節省下來的成本推向市場，因此電動汽車的銷量可能會激增。BNEF設想電動汽車制造商將會這樣做。到2040年，電動汽車將因為汽油而贏得戰爭:57%的美國乘用車將出售電動汽車，在全球范圍內，電動汽車將占據道路上所有行駛汽車的近三分之一。除了約翰·古德諾(John Goodenough)本人，沒有人能比馬斯克和他的公司特斯拉在這個電動汽車時代扮演更重要的角色。就在2008年馬斯克決定接手特斯拉之后，電動汽車已經成為今天一個重大的嚴肅話題。四年前，杰夫·達恩(Jeff Dahn)決定加入馬斯克的公司，共同致力于特斯拉的項目。他放棄了與3M的長期獨家業務合作，與特斯拉簽訂了為期五年的工作協議。在一封郵件中，Dahn將問題轉發給了特斯拉，特斯拉沒有回復。然而，在4月份，馬斯克說了一句明顯是彌天大謊的話:他因為一系列小錯誤而受到華爾街的攻擊——在和喬·羅根(Joe Rogan)一起抽大麻的時候，他在推特上討論了將特斯拉私有化的計劃，錯過了一個又一個主流特斯拉Model 3的生產目標——馬斯克脫口而出，到明年年底，特斯拉將擁有續航一百萬英里的電池和一百萬輛無人駕駛出租車。馬斯克表示，他將進行深入研究。他準備將電池安裝在特斯拉Model 3中，這些汽車也將有必要的軟件連接到自動出租車網絡。如果特斯拉車主想在工作或閑逛時賺點外快，他們可以將自己的車作為無人駕駛出租車投入使用，25%至30%的收入歸特斯拉所有。很多大型高科技公司基本都是用這種盈利模式。馬斯克表示，司機們擁有任何其他汽車都會非常興奮，因為通過這種方式，特斯拉將獲得一個新的豐富收入渠道。由于很少有其他汽車制造商希望在十年內甚至永遠不生產完全自動駕駛的商用車，馬斯克的宣傳立即引來質疑。事實證明，讓無人駕駛汽車真正安全的挑戰，尤其是在不可預測的人類社會，比幾年前大多數人想象的要艱巨得多。不過雖然當時沒人這么想，但這一次馬斯克的想法不是一般的夸張。去年8月，特斯拉為Dahn的兩項發明申請了臨時專利，這兩項發明都涉及百萬英里電池(臨時專利是在一項發明實際完成之前提出的，完成這項發明需要一年時間)。9月12日，就在Dahn的論文發表幾天后，特斯拉表示這項發明已經準備好，并申請了兩項專利。在這個宣言中，至少在電池領域，馬斯克有一定可信度的主要原因是Dahn的存在。杰夫·達恩是一位大膽而謹慎的物理學家。他從不胡說八道，而是呼吁做過類似事情的同事一起學習。換句話說，他是馬斯克的對立面。杰夫·達恩多年來一直在談論“可以永久使用的電池”。對于他的同齡人來說，Dahn只是在當前人類平均壽命的環境下發現了這項技術。這篇論文發表在《電化學學會雜志》上，由Dahn和13位合著者共同發表。內容出奇的全面，措辭也有些傲慢。在第一行中，它明確表示將為未來的研究奠定“基準”，這是R&D同行和公司以及所有類型電池的生產所使用的基準。不過，Dahn有個“不亂說”的名聲。他們不僅公開數據，還讓同行抄襲他們的研究成果。他們以一種不同尋常的方式，將仍在工作的電池貼在條形碼上，并使它們可以在線追蹤。為了這件事，我聯系了六位研究人員，他們似乎都不同意Dahn的假設。但就目前的情況來看，Dahn似乎很滿足于能夠帶領這個領域更好的發展。一位不愿透露姓名的研究人員表示，Dahn的電池可能“真的會成為標準。”眾所周知，特斯拉的發展非常迅速，但正如馬斯克之前承諾的那樣，人們如何在一年內從Dahn的論文和專利中獲得駕駛的便利性，現在還很難看到。這項技術現在流行的原因之一可能是論文并沒有描述全新的內容，而很大程度上只是Dahn等人在電池領域長期發展的最佳實踐的綜合結果。當然也是有創新的。文克……卡內基梅隆大學教授維斯瓦納坦(Viswanathan)認為，Dahn的主要進展在于一種“秘密武器”——電解質，這是一種促進離子在兩個電極之間運動的重要液體。Dahn在其中加入了醋酸甲酯等化學物質，可以達到快速充電而不損壞電池的效果。而且為了實現生命的跨越式發展，Dahn從根本上改變了電池的結構。目前電池在充放電循環過程中容易出現裂紋，但當形成陰極的晶體變大(相對較小的多晶顆粒被較大的“單晶”取代)后，裂紋會減少甚至消失。“單晶更強，”英國法拉第學會項目管理負責人艾倫·帕特森說。眾所周知特斯拉的發展非常迅速，但正如馬斯克之前承諾的那樣，人們如何在一年內從Dahn的論文和專利中獲得駕駛的便利性，現在還很難看到。伊利諾伊州電池投資公司Volta Energy Technologies的負責人杰夫·張伯倫(Jeff Chamberlain)表示，成功擴大電池規模的關鍵是Dahn的方法需要多少成本，這是電動汽車商業化以及利用太陽能和風能發電的核心問題。一位研究人員告訴我，Dahn的方法成本可能比目前的電池高15%到20%，但隨著百萬英里電池生產規模的擴大，這種成本差距可能會縮小，尤其是當其他汽車制造商采用這種方法時。換句話說，這正是特斯拉想要的。這是電池化學本身的一個中心問題。電池似乎不能點燃大多數人的激情，但對馬斯克來說，它可以。在這種情況下，他可能是這個星球上唯一一家使用NCA電池配方的電動汽車制造商。2010年，我直接問馬斯克為什么不改用NMC，這是一個相對有競爭力的公式，每個人都在使用。他顯然生氣了。他說，如果他負責通用汽車的電動汽車計劃，他要做的第一件事就是把NMC換成NCA。問題是，Dahn是NMC的父親，他真的很喜歡NMC。NMC是這篇論文的核心，這顯然不是偶然的。為了解決這個問題，Dahn將NMC視為馬斯克提出的目標的解決方案——出租車和兩輪半掛車。Dahn建議NMC甚至可以與特斯拉目前使用的金屬圓柱形電池兼容。我問一些研究人員，如果兩個人摔跤會怎么樣。他們的反應非常相似。幾乎所有人都會說:“過去是過去，現在是現在:如果埃隆·馬斯克能生產出一百萬英里的電池，自動駕駛出租車和快速充電不會因為沒有NMC而退化，他會改變主意。”事實上，在特斯拉觀察員Fred Lambert發表的一份報告中，提到了韓國電子報紙稱LG化學將為在中國銷售的特斯拉Model 3s提供NMC電池。如果是真的，這篇報道為馬斯克的野心開辟了一個新的維度——如果他能占據中國電力市場的很大一部分，他將對NMC保持相對開放的態度。總之，Dahn是一個不可多得的能給馬斯克帶來好消息的人。“我們知道電池已經達到了很長的使用壽命，設計也非常好。”伯克利大學教授Said說，“這是第一個證據，證明這個東西實際上比我們想象的要好得多。”未來汽車日報編者按:2019年諾貝爾化學獎揭曉后，約翰·古德諾(John Goodenough)的研究將人們的目光轉向了電池行業的發展。最近，特斯拉聲稱已經發明了一種電池壽命為一百萬英里的電池，可以讓一輛汽車行駛76年。埃隆·馬斯克(elon musk)的這項技術可能會成為未來所需的無人駕駛汽車發展的關鍵。本文翻譯自寫作平臺Medium題為《特斯拉可能發明了百萬英里電動車電池》的原文。這篇文章的作者是史蒂夫·萊文。

賈科莫·巴格納拉在愛迪生之后的一個世紀里，電池的世界充斥著夸張和小謊言。美國的大學和私人實驗室通常會宣布所謂的重要新飛躍，但當鏡頭消失后，他們就會沉默。很多人對特斯拉的CEO埃隆·馬斯克(elon musk)抱有疑慮，包括美國監管機構和華爾街，因為他總是提出一些高不可攀的要求，有時甚至直接觸犯法律。但是現在，這個可疑的汽車制造商已經申請了……一個電池系統的專利，可以行駛一百萬英里，足夠普通美國人開76年。有人需要過這樣的車嗎？我不知道。但如果你是馬斯克，你會發現未來會有一個車隊，在車主不使用的時候，可以變成無人駕駛或者自動駕駛出租車。他希望這支車隊能成為特斯拉。一個新的巨大利潤點。雖然歐美領先的電池研究人員并不確定特斯拉的成本，但有一篇新發布的學術論文描述了這種電池的續航里程為一百萬英里，這是嚴謹而有說服力的。“它的結論是驚人的，”加州大學伯克利分校材料科學教授Gerbrand Ceder說。加拿大達爾豪西大學教授杰夫·達恩(Jeff Dahn)是這篇論文的作者。他和特斯拉簽了合同。本文主要提出了無人駕駛出租車、公交車、兩輪半掛車的實質性進展。使用20年的網格電池，這些汽車可以在20分鐘內充滿電。這些都是電力新時代的最大野心，而一種新的鋰離子電池，正如杰夫·達恩所說，將極大地恢復馬斯克在應用尖端技術領域的聲譽。如果你是馬斯克，你會發現未來會有一個車隊的汽車可以變成無人駕駛或自動駕駛出租車。在過去的四到五十年中，很少有發明像鋰離子電池一樣對電池行業產生如此大的影響。也正是這項技術，讓20世紀的突破性電子杰作——晶體管——擺脫了家庭和辦公室的電源線束縛，成為移動電子革命的引擎。正極，鋰離子的心臟，是約翰·古德諾(John Goodenough)在1981年發明的(當時他在牛津大學任教，現在是美國德克薩斯大學的教授)。十年后，被索尼推向市場。你在看這篇文章的手機里一定有Goodenough的發明。此后，包括杰夫·達恩(Jeff Dahn)在內的研究人員發明了三四種相互競爭的鋰離子配方，但都保留了Goodenough的原始架構。四十年后，Goodenough的基本理念仍然是電池行業的黃金法則。關于鋰離子，另一個需要了解的是它與晶體管的區別。摩爾定律描述了硅芯片每18個月就要增加一倍的電量，但是電池卻沒有類似摩爾定律的規則。如果鋰離子以硅的速度推進，可能到現在已經差不多把化石燃料趕出交通行業了，還能解決氣候變化的問題。從1981年開始，鋰離子雖然有了一些進步，但是還沒有達到這個速度。10年前，鋰離子電池的成本超過1100美元/千瓦時，這是一個衡量能量密度的指標。當時，美國能源部制定了100美元/千瓦時的里程碑目標。如果能實現，那么電氣設備就要和汽車爭奪第一名進行正面交鋒。對于我這樣的人來說，年復一年地在行業會議上聽到各種各樣的目標是很可笑的，因為我從來沒有聽說過有哪個研究者認為這個想法是可行的。然而，根據可再生能源研究公司BloombergNEF的最新研究，感覺差不多。去年，該成本已降至平均176美元/千瓦時。BNEF還表示，五年內，油價將跌破100美元。在一定程度上，汽車制造商會將節省下來的成本以更低的價格推向市場，因此電動汽車的銷量可能會激增。BNEF設想電動汽車制造商將會這樣做。到2040年，電動汽車將因為汽油而贏得戰爭:57%的美國乘用車將出售電動汽車，在全球范圍內，電動汽車將占據道路上所有行駛汽車的近三分之一。除了約翰·古德諾(John Goodenough)本人，沒有人能比馬斯克和他的公司特斯拉在這個電動汽車時代扮演更重要的角色。就在2008年馬斯克決定接手特斯拉之后，電動汽車已經成為今天一個重大的嚴肅話題。四年前，杰夫·達恩(Jeff Dahn)決定加入馬斯克的公司，共同致力于特斯拉的項目。他放棄了與3M的長期獨家業務合作，與特斯拉簽訂了為期五年的工作協議。在一封郵件中，Dahn將問題轉發給了特斯拉，特斯拉沒有回復。然而，在4月份，馬斯克說了一句明顯是彌天大謊的話:他因為一系列小錯誤而遭到華爾街的攻擊——在和喬·羅根(Joe Rogan)一起抽大麻的時候，他在推特上討論了將特斯拉私有化的計劃，……等等nd錯過了一個又一個主流特斯拉Model 3的生產目標——馬斯克脫口而出，到明年年底，特斯拉將擁有續航一百萬英里的電池和一百萬輛無人駕駛出租車。馬斯克表示，他將進行深入研究。他準備將電池安裝在特斯拉Model 3中，這些汽車也將有必要的軟件連接到自動出租車網絡。如果特斯拉車主想在工作或閑逛時賺點外快，他們可以將自己的車作為無人駕駛出租車投入使用，25%至30%的收入歸特斯拉所有。很多大型高科技公司基本都是用這種盈利模式。馬斯克表示，司機們擁有任何其他汽車都會非常興奮，因為通過這種方式，特斯拉將獲得一個新的豐富收入渠道。由于很少有其他汽車制造商希望在十年內甚至永遠不生產完全自動駕駛的商用車，馬斯克的宣傳立即引來質疑。事實證明，讓無人駕駛汽車真正安全的挑戰，尤其是在不可預測的人類社會，比幾年前大多數人想象的要艱巨得多。不過雖然當時沒人這么想，但這一次馬斯克的想法不是一般的夸張。去年8月，特斯拉為Dahn的兩項發明申請了臨時專利，這兩項發明都涉及百萬英里電池(臨時專利是在一項發明實際完成之前提出的，完成這項發明需要一年時間)。9月12日，就在Dahn的論文發表幾天后，特斯拉表示這項發明已經準備好，并申請了兩項專利。在這個宣言中，至少在電池領域，馬斯克有一定可信度的主要原因是Dahn的存在。杰夫·達恩是一位大膽而謹慎的物理學家。他從不胡說八道，而是呼吁做過類似事情的同事一起學習。換句話說，他是馬斯克的對立面。杰夫·達恩多年來一直在談論“可以永久使用的電池”。對于他的同齡人來說，Dahn只是在當前人類平均壽命的環境下發現了這項技術。這篇論文發表在《電化學學會雜志》上，由Dahn和13位合著者共同發表。內容出奇的全面，措辭也有些傲慢。在第一行中，它明確表示將為未來的研究奠定“基準”，這是R&D同行和公司以及所有類型電池的生產所使用的基準。不過，Dahn有個“不亂說”的名聲。他們不僅公開數據，還讓同行抄襲他們的研究成果。他們以一種不同尋常的方式，將仍在工作的電池貼在條形碼上，并使它們可以在線追蹤。為了這件事，我聯系了六位研究人員，他們似乎都不同意Dahn的假設。但就目前的情況來看，Dahn似乎很滿足于能夠帶領這個領域更好的發展。一位不愿透露姓名的研究人員表示，Dahn的電池可能“真的會成為標準。”眾所周知，特斯拉的發展非常迅速，但正如馬斯克之前承諾的那樣，人們如何在一年內從Dahn的論文和專利中獲得駕駛的便利性，現在還很難看到。這項技術現在流行的原因之一可能是論文并沒有描述全新的內容，而很大程度上只是Dahn等人在電池領域長期發展的最佳實踐的綜合結果。當然也是有創新的。卡內基梅隆大學教授文卡特·維斯瓦納坦(Venkat Viswanathan)認為，Dahn的主要進展在于一種“秘密武器”——電解質，這是一種促進離子在兩個電極之間運動的重要液體。Dahn在其中加入了醋酸甲酯等化學物質，可以達到快速充電而不損壞電池的效果。而且為了實現生命的跨越式發展，Dahn從根本上改變了電池的結構。目前電池在充放電循環過程中容易出現裂紋，但當形成陰極的晶體變大(相對較小的多晶顆粒被較大的“單晶”取代)后，裂紋會減少甚至消失。“單晶更強，”英國法拉第學會項目管理負責人艾倫·帕特森說。眾所周知特斯拉的發展非常迅速，但正如馬斯克之前承諾的那樣，人們如何在一年內從Dahn的論文和專利中獲得駕駛的便利性，現在還很難看到。伊利諾伊州電池投資公司Volta Energy Technologies的負責人杰夫·張伯倫(Jeff Chamberlain)表示，成功擴大電池規模的關鍵是Dahn的方法需要多少成本，這是核心問題……電動汽車的商業化以及太陽能和風能發電的使用。一位研究人員告訴我，Dahn的方法成本可能比目前的電池高15%到20%，但隨著百萬英里電池生產規模的擴大，這種成本差距可能會縮小，尤其是當其他汽車制造商采用這種方法時。換句話說，這正是特斯拉想要的。這是電池化學本身的一個中心問題。電池似乎不能點燃大多數人的激情，但對馬斯克來說，它可以。在這種情況下，他可能是這個星球上唯一一家使用NCA電池配方的電動汽車制造商。2010年，我直接問馬斯克為什么不改用NMC，這是一個相對有競爭力的公式，每個人都在使用。他顯然生氣了。他說，如果他負責通用汽車的電動汽車計劃，他要做的第一件事就是把NMC換成NCA。問題是，Dahn是NMC的父親，他真的很喜歡NMC。NMC是這篇論文的核心，這顯然不是偶然的。為了解決這個問題，Dahn將NMC視為馬斯克提出的目標的解決方案——出租車和兩輪半掛車。Dahn建議NMC甚至可以與特斯拉目前使用的金屬圓柱形電池兼容。我問一些研究人員，如果兩個人摔跤會怎么樣。他們的反應非常相似。幾乎所有人都會說，“過去是過去，現在是現在:如果埃隆·馬斯克能生產出一百萬英里的電池，自動駕駛出租車和快速充電不會因為沒有NMC而退化，他會改變主意。”事實上，在特斯拉觀察員Fred Lambert發表的一份報告中，提到了韓國電子報紙稱LG化學將為在中國銷售的特斯拉Model 3s提供NMC電池。如果是真的，這篇報道為馬斯克的野心開辟了一個新的維度——如果他能占據中國電力市場的很大一部分，他將對NMC保持相對開放的態度。總之，Dahn是一個不可多得的能給馬斯克帶來好消息的人。“我們知道電池已經達到了很長的使用壽命，設計也非常好。”伯克利大學教授Said說，“這是第一個證據，證明這個東西實際上比我們想象的要好得多。”

標簽：特斯拉發現Model 3世紀

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