《麻省理工科技評論》日前發(fā)表文章稱(chēng)，時(shí)至今日我們還沒(méi)有發(fā)明更優(yōu)秀能量存儲設備，是因為開(kāi)發(fā)新型電池需要大量的資金支持。

今年早些時(shí)候，美國能源部替代能源高級研究項目(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“ARPA-E”)負責人埃倫·威廉姆斯(Ellen Williams)在一夜之間就登上了各大媒體的新聞頭條。原因是她在接受英國《衛報》采訪(fǎng)時(shí)稱(chēng)：“我們在電池領(lǐng)域取得了重大突破?！?/p>

雖然ARPA-E支持的75個(gè)以上的能量存儲方面的研究項目已經(jīng)取得了一些令人滿(mǎn)意的成果，但是在生產(chǎn)體積小、成本低的能量存儲設備方面，仍未取得突破性進(jìn)展。

許多初創(chuàng )公司都接近于生產(chǎn)出一種集經(jīng)濟、安全、小巧和高能量密度于一體的能量存儲設備，且能夠保障其成本低于100美元每千瓦時(shí)。但是，如果把能量存儲設備的價(jià)格控制在100美元每千瓦時(shí)以下，必然會(huì )引發(fā)電偶腐蝕效應(galvanic effect)。

電偶腐蝕效應是指由于腐蝕電位的不同，造成同一介質(zhì)中異種金屬接觸處的局部腐蝕。要克服該問(wèn)題，就需要利用可在生能源。雖然太陽(yáng)能和風(fēng)能這些可再生能源能使電動(dòng)汽車(chē)變得更輕，成本更低，但這些能源只有在陽(yáng)光普照或狂風(fēng)肆虐時(shí)才可能擁有。

但是，這種新型電池的商業(yè)化速度遠跟不上當前從化石燃料向可再生能源的轉移速度。即使對這些新能源技術(shù)充滿(mǎn)信心的特斯拉CEO埃隆·馬斯克(Elon Musk)也不得不承認，當前汽車(chē)制造商在改進(jìn)鋰電池方面并未取得太大進(jìn)展。

事實(shí)上，許多研究人員都認為，能源存儲要得到實(shí)質(zhì)性進(jìn)展，必須要采用一種全新的化學(xué)過(guò)程和物理外形。也只有這樣，才能超越鋰離子電池過(guò)去十年中在消費電子產(chǎn)品、電動(dòng)汽車(chē)和網(wǎng)絡(luò )級存儲系統等領(lǐng)域所取得的成就。

今年5月，美國能源部舉辦了一個(gè)主題為“超越鋰離子電池”的研討會(huì )。事實(shí)上，這已經(jīng)是第九屆了，旨在討論開(kāi)發(fā)新能源存儲設備所面臨的技術(shù)挑戰。

從麻省理工學(xué)院分離出來(lái)的SolidEnergy Systems公司創(chuàng )始人胡啟超(音譯，Qichao Hu)已經(jīng)研制出了一種新型的鋰金屬電池。這種新型電池顯著(zhù)提高了電池設備的能量密度，遠超當前電池的能量密度。

他說(shuō)：“在長(cháng)達十幾年的新電池系統研發(fā)過(guò)程中，其所遇到的最主要的障礙是：如何把一個(gè)想法轉變?yōu)楫a(chǎn)品。這對于電池來(lái)說(shuō)更是難上加難，因為你提高了某一方面的性能，就可能影響另一個(gè)方面的性能。因此，必須要進(jìn)行權衡?！?/p>

此外，能量存儲研究還面臨多重性(multiplicity)問(wèn)題：目前有很多電池技術(shù)，從泡沫電池到流體電池，再到化學(xué)電池。在這些電池技術(shù)中，目前還沒(méi)有一個(gè)明確的贏(yíng)家。這就導致了研究的分散性和不確定性。

研究機構Lux Research數據顯示，在過(guò)去的8年間，研究下一代新型電池的創(chuàng )業(yè)公司平均只獲得了4000萬(wàn)美元的資金支持。相比之下，特斯拉將會(huì )對其生產(chǎn)鋰離子電池的Giga工廠(chǎng)投資約50億美元。何種巨大的投資鴻溝是很難克服的。

加州大學(xué)伯克利分校材料學(xué)教授戈爾德·西德(Gerd Ceder)稱(chēng)：“建立一套完成的小型生產(chǎn)線(xiàn)大概需要投入5億美元。汽車(chē)制造商們在做出購買(mǎi)決定之前，可能要對新的電池系統測試幾年時(shí)間。因此，如果你的公司每年只能獲得500萬(wàn)美元的資金支持，你幾乎不可能投資5億美元來(lái)建廠(chǎng)生產(chǎn)新電池?！?/p>

即使新型電池廠(chǎng)商最終能夠將這種新型技術(shù)推向市場(chǎng)，接下來(lái)也將面臨擴大生產(chǎn)和尋找買(mǎi)家等難題。之前的Leyden Energy和A123 Systems就是如此，雖然有了新技術(shù)，但還是由于資金不足、需求未達到預期而失敗。還有兩家創(chuàng )業(yè)公司Seeo和Sakti3，在量產(chǎn)之前就被低價(jià)收購了。

與此同時(shí)，全球三大電池制造商三星、LG和松下也都調整了戰略，對新技術(shù)電池的投資興趣越來(lái)越淡，而是傾向于對其當前產(chǎn)品進(jìn)行改善。另外，這些新型電池創(chuàng )業(yè)公司還面臨一個(gè)他們不愿提及的問(wèn)題：在20世紀70年代開(kāi)發(fā)的鋰離子電池一直在不斷完善。

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