其他像美國通用電氣、韓國LG,日本NEC,德國戴姆勒,特斯拉以及初創公司Aquion Energy都已經陸續進入了大型儲能電池這片行業藍海,而崛起于卡內基梅隆大

  其他像美國通用電氣、韓國LG,日本NEC,德國戴姆勒,特斯拉以及初創公司Aquion Energy都已經陸續進入了大型儲能電池這片行業藍海,而崛起于卡內基梅隆大學的Aquion Energy甚至得到了前微軟聯合創始人比爾·蓋茨等一眾大佬的資金支持。

  這樣的電池產品其實完全可以在家用以及商用領域進行「大肆」推廣。設想一下,電池系統能夠在用電波谷期將電網冗余電能儲存起來,既保證了用電高峰期電網系統的穩定,同時還能大幅節省用電支出。而可再生的太陽能和風能轉化為電能后,完全可以在電網負荷較重時「回輸」,以換取電費折扣。如此一來,一些小型商戶和家庭完全可以體驗「脫網」時代的生活了。

      新能源時代到來前,電池創新競賽到哪一步了?

  那么能夠用于家庭的小型電能存儲系統除鋰離子、鋅離子電池之外,還有沒有其他選擇呢?這里要談談大家可能并不太熟悉的液流電池(flow battery)。

  液流電池通常包含兩個容器,其中貯存有液體化學溶劑,形成兩個次系統。這兩個次系統間的連接部分,為發電區,以薄膜相隔。這兩種化學溶劑,流動到發電區,隔著薄膜,產生離子交換,透過這種方式來進行充放電。

  從理論上來講,液流電池的能量密度取決于存放電解液容器的大小,因此將其制成固定式家用產品并沒有太大困難。哈佛大學教授Michael Aziz帶領的研究團隊一直在進行可接入電網的工業級液流電池產品的開發,但近日其表示有望推出一款安全、價格低廉、約莫電暖氣大小、可放在地下室使用的家用產品。

  目前多數液流電池產品控制電解液進出的節流泵仍由貴金屬制成,這使得其造價一直居高不下。但來自哈佛大學的團隊表示之所以他們開發的系統有著巨大的商業化潛力,是因為整個液流電池系統使用了一種通過自然形成的有機材料“醌類”代替常規金屬泵,它和動植物體內的儲能分子有著相似的功能和性質,可大幅降低液流電池的制造成本。不過,據Aziz教授稱,為了提高電池性能,他們使用了溴這種毒性很大的材料充當電極,但整個團隊有信心未來找到可用于制作電極的有機材料。

  由此來看,屬于液流電池的時代仍未到來。而在此之前,如果鋰電池的造價能夠再低一些,它完全是替代那些寫字樓里笨重但相對便宜的蓄電池的不二之選,畢竟輕量化、緊湊的設計,以及理想的能量密度,具有非常吸引人的競爭優勢。

  這不正是“鋼鐵俠”伊隆·馬斯克所暢想的鋰電池的光明前景嗎?作為一家只生產純電動汽車的“非主流”車企,特斯拉將投資50億美金聯合松下集團在內華達州共建一座超級電池工廠。正式投產預計明年開始,按照特斯拉官方公布的計劃,截止到2020年,超級電池工廠的產能將能夠滿足50萬輛車子的正常交付需求。

  在面對鋰電池的技術革新問題上,似乎特斯拉并沒有斥巨資進行高容量密度產品的研究。馬斯克認為技術的穩步提升以及生產的高效進行都能夠使鋰電池成本下降約30%,同時也有助于特斯拉銷售更多的電動車型。當然,超級電池工廠的一部分產品也將用作家庭以及工商業級別的儲能設備使用。4月底,特斯拉公布了醞釀已久的能源計劃,同時第一款針對家庭使用、容量為10千瓦時的固定式家用電池Powerwall已經開放預訂,售價為3500美金(不包括控制系統以及整體安裝費用)。

  小結:

  盡管目前鋰電池技術并未實現任何創新性的突破,且面臨其他種類電池的沖擊,但從20世紀90年代第一塊索尼電池的推出,到今天智能手機、筆記本電腦的普及,鋰電池應用范圍的擴張趨勢不可阻擋。目前我們所期待的,正是鋰電池在實驗室中的創新突破,何時能夠走上工業化的道路上來。

[責任編輯:陳語]

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