麻省理工：有40年歷史的鋰電池為什么還沒被淘汰？

《麻省理工學院技術評論》最近發表文章稱，到目前為止，我們還沒有使用比40年前的鋰離子電池更好的儲能設備，因為新電池的開發不僅面臨許多技術挑戰，還需要大量的資金支持。

今年早些時候，美國能源部替代能源高級研究項目（以下簡稱“ARPA-E”）負責人Ellen Williams一夜之間登上了各大媒體的頭條。原因是她在接受英國《衛報》采訪時說：“我們在電池領域取得了重大突破。”

盡管ARPA-E支持的75多個儲能研究項目取得了一些令人滿意的成果，但在生產體積小、成本低的儲能設備方面尚未取得突破。

許多初創企業即將生產一種經濟、安全、緊湊、能量密度高的儲能設備，并能保證其成本低于每千瓦時100美元。然而，如果儲能設備的價格控制在每千瓦時100美元以下，則不可避免地會出現電流效應。

電偶腐蝕效應是指不同金屬在同一介質中由于不同的腐蝕電位而產生的局部腐蝕。為了克服這個問題，有必要使用可再生能源。盡管太陽能和風能等可再生能源可以使電動汽車更輕、更便宜，但這些能源只有在陽光明媚或狂風肆虐時才有可能。

然而，這種新型電池的商業化速度遠遠落后于目前從化石燃料向可再生能源的轉移速度。即使是對這些新能源技術充滿信心的特斯拉首席執行官埃隆·馬斯克也不得不承認，目前的汽車制造商在改進鋰電池方面沒有取得太大進展。

事實上，許多研究人員認為，為了在儲能方面取得實質性進展，必須采用全新的化學過程和物理形態。只有這樣，我們才能超越鋰離子電池過去十年在消費電子、電動汽車和網絡級存儲系統領域取得的成就。

今年5月，美國能源部舉辦了一場主題為“超越鋰離子電池”的研討會。事實上，這是第九屆會議，旨在討論開發新型儲能設備所面臨的技術挑戰。

從麻省理工學院分離出來的SolidEnergy Systems的創始人胡啟超開發了一種新型鋰金屬電池。這種新型電池顯著提高了電池設備的能量密度，遠遠超過了目前電池的能量密度。

他說：“在新電池系統十多年的研發過程中，主要的障礙是如何將一個想法轉化為一種產品。這對電池來說更為困難，因為如果你提高了一個方面的性能，可能會影響另一方面的性能。因此，必須進行權衡。”

此外，儲能的研究還面臨著多樣性問題：目前，從泡沫電池到流體電池再到化學電池，電池技術很多。在這些電池技術中，目前還沒有明確的贏家。這導致了研究的分散性和不確定性。

根據研究機構Lux research的數據，在過去八年中，研究下一代新電池的初創公司平均只獲得4000萬美元的資金支持。相比之下，特斯拉將在其生產鋰離子電池的Giga工廠投資約50億美元。什么樣的巨大投資缺口是難以克服的。

加州大學伯克利分校材料科學教授Gerd Ceder，他說：“建造一條小型生產線大約需要5億美元。汽車制造商可能需要測試新的電池系統幾年才能做出購買決定。因此，如果你的公司每年只能獲得500萬美元的財政支持，那么你幾乎不可能投資5億美元建一家生產新電池的工廠。”

即使新的電池制造商最終能夠將這項新技術推向市場，他們也將面臨擴大生產和尋找買家等問題。之前的Leyden Energy和A123 Systems就是這樣。盡管他們有了新技術，但由于資金不足和需求不足，他們仍然失敗了。還有兩家初創公司，Seeo和Sakti3，在大規模生產之前以低價收購。

與此同時，三星、LG和松下，世界三大……

主要電池制造商也調整了策略，他們對投資新技術電池的興趣越來越弱，但他們傾向于改進現有產品。此外，這些新的電池初創公司還面臨著一個他們不愿提及的問題：20世紀70年代開發的鋰離子電池一直在不斷改進。《麻省理工學院技術評論》最近發表文章稱，到目前為止，我們還沒有使用比40年前的鋰離子電池更好的儲能設備，因為新電池的開發不僅面臨許多技術挑戰，還需要大量的資金支持。

今年早些時候，美國能源部替代能源高級研究項目（以下簡稱“ARPA-E”）負責人Ellen Williams一夜之間登上了各大媒體的頭條。原因是她在接受英國《衛報》采訪時說：“我們在電池領域取得了重大突破。”

盡管ARPA-E支持的75多個儲能研究項目取得了一些令人滿意的成果，但在生產體積小、成本低的儲能設備方面尚未取得突破。

許多初創企業即將生產一種經濟、安全、緊湊、能量密度高的儲能設備，并能保證其成本低于每千瓦時100美元。然而，如果儲能設備的價格控制在每千瓦時100美元以下，則不可避免地會出現電流效應。

電偶腐蝕效應是指不同金屬在同一介質中由于不同的腐蝕電位而產生的局部腐蝕。為了克服這個問題，有必要使用可再生能源。盡管太陽能和風能等可再生能源可以使電動汽車更輕、更便宜，但這些能源只有在陽光明媚或狂風肆虐時才有可能。

然而，這種新型電池的商業化速度遠遠落后于目前從化石燃料向可再生能源的轉移速度。即使是對這些新能源技術充滿信心的特斯拉首席執行官埃隆·馬斯克也不得不承認，目前的汽車制造商在改進鋰電池方面沒有取得太大進展。

事實上，許多研究人員認為，為了在儲能方面取得實質性進展，必須采用全新的化學過程和物理形態。只有這樣，我們才能超越鋰離子電池過去十年在消費電子、電動汽車和網絡級存儲系統領域取得的成就。

今年5月，美國能源部舉辦了一場主題為“超越鋰離子電池”的研討會。事實上，這是第九屆會議，旨在討論開發新型儲能設備所面臨的技術挑戰。

從麻省理工學院分離出來的SolidEnergy Systems的創始人胡啟超開發了一種新型鋰金屬電池。這種新型電池顯著提高了電池設備的能量密度，遠遠超過了目前電池的能量密度。

他說：“在新電池系統十多年的研發過程中，主要的障礙是如何將一個想法轉化為一種產品。這對電池來說更為困難，因為如果你提高了一個方面的性能，可能會影響另一方面的性能。因此，必須進行權衡。”

此外，儲能的研究還面臨著多樣性問題：目前，從泡沫電池到流體電池再到化學電池，電池技術很多。在這些電池技術中，目前還沒有明確的贏家。這導致了研究的分散性和不確定性。

根據研究機構Lux research的數據，在過去八年中，研究下一代新電池的初創公司平均只獲得4000萬美元的資金支持。相比之下，特斯拉將在其生產鋰離子電池的Giga工廠投資約50億美元。什么樣的巨大投資缺口是難以克服的。

加州大學伯克利分校材料科學教授Gerd Ceder，他說：“建造一條小型生產線大約需要5億美元。汽車制造商可能需要測試新的電池系統幾年才能做出購買決定。因此，如果你的公司每年只能獲得500萬美元的財政支持，那么你幾乎不可能投資5億美元建一家生產新電池的工廠。”

即使新的電池制造商最終能夠將這項新技術推向市場，他們也將面臨擴張等問題……

生產和尋找買家。之前的Leyden Energy和A123 Systems就是這樣。盡管他們有了新技術，但由于資金不足和需求不足，他們仍然失敗了。還有兩家初創公司，Seeo和Sakti3，在大規模生產之前以低價收購。

與此同時，全球三大電池制造商三星、LG和松下也調整了戰略，投資新技術電池的興趣越來越弱，但他們傾向于改進現有產品。此外，這些新的電池初創公司還面臨著一個他們不愿提及的問題：20世紀70年代開發的鋰離子電池一直在不斷改進。

標簽：特斯拉世紀

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