鋰電池的用途有哪些？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-05-07 13:13
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鋰電池不僅能夠引發(fā)電動(dòng)汽車(chē)革命，甚至可以滲透到我們的日常生活，徹底改變當(dāng)今能源現(xiàn)狀。
以下為原文內(nèi)容：
沿著日產(chǎn)桑德蘭工廠的一條蛇形生產(chǎn)線走過(guò)大約四分之三，一位工人正一刻不停地在無(wú)數(shù)的逍客底盤(pán)上安裝油箱——該工廠生產(chǎn)的多數(shù)汽車(chē)都是這款SUV。但這條生產(chǎn)線上還會(huì)時(shí)不時(shí)地經(jīng)過(guò)另外一款車(chē)：一款名叫Leaf的電動(dòng)車(chē)。
每到此時(shí)，工人的任務(wù)就會(huì)從安裝油箱變成安裝電池。他的動(dòng)作與身旁的機(jī)械手臂完美配合，在燃油汽車(chē)和電動(dòng)汽車(chē)之間無(wú)縫切換。
直到最近，很多人還認(rèn)為這種切換不可思議。過(guò)去一個(gè)世紀(jì)，內(nèi)燃機(jī)一直都是汽車(chē)和輪船的主要?jiǎng)恿?。這確實(shí)給了它很大的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。盡管Leaf號(hào)稱全球最暢銷的電動(dòng)汽車(chē)，但身為英國(guó)最大汽車(chē)工廠的桑德蘭工廠，去年也只生產(chǎn)了1.75萬(wàn)輛Leaf，而同年的逍客產(chǎn)量卻高達(dá)31萬(wàn)輛。形成鮮明對(duì)比的是，逍客處于盈利狀態(tài)，而Leaf卻輛輛虧損。
去年全球電動(dòng)汽車(chē)銷量為75萬(wàn)輛，不到新車(chē)市場(chǎng)的1%。雷諾-日產(chǎn)聯(lián)盟的老板卡洛斯˙戈恩（CarlosGhosn）曾在2011年表示，僅這兩家公司到2016年的電動(dòng)車(chē)產(chǎn)量就將達(dá)到這一數(shù)字的兩倍。事后看來(lái)，這番預(yù)測(cè)顯然過(guò)于樂(lè)觀，但類似的預(yù)測(cè)其實(shí)并不罕見(jiàn)。
然而，盡管電動(dòng)汽車(chē)的起飛時(shí)機(jī)無(wú)法確定，但這種技術(shù)很快就會(huì)成為一門(mén)大生意卻已成為普遍共識(shí)。
續(xù)航里程接近滿箱汽油的平民電動(dòng)汽車(chē)（例如特斯拉的Model3和通用汽車(chē)的雪佛蘭Bolt）最近紛紛上市，改版Leaf也將在9月發(fā)布。桑德蘭工廠的現(xiàn)狀表明，燃油車(chē)和電動(dòng)車(chē)已經(jīng)可以共用一條生產(chǎn)線，從而通過(guò)擴(kuò)大產(chǎn)能來(lái)簡(jiǎn)化這種汽車(chē)的普及難度。
鋰電池大躍進(jìn)
很多預(yù)測(cè)認(rèn)為，擁有和駕駛電動(dòng)汽車(chē)的終身成本幾年內(nèi)就可以與燃油車(chē)相提并論，從而促使電動(dòng)汽車(chē)銷量在2020年代大幅飆升，并在2030年代成為主流。中國(guó)大約貢獻(xiàn)了去年全球電動(dòng)汽車(chē)銷量的一半，預(yù)計(jì)2020年有200萬(wàn)輛電動(dòng)和插電混合汽車(chē)上路行駛，10年內(nèi)達(dá)到700萬(wàn)輛。
咨詢公司彭博新能源金融（BloombergNewEnergyFinance）指出，石油公司對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的預(yù)期也較幾年前高出很多。石油輸出國(guó)組織（OPEC）現(xiàn)在預(yù)計(jì)，2040年上路行駛的電動(dòng)汽車(chē)將達(dá)到2.66億輛。英國(guó)和法國(guó)也都表示，到那時(shí)將禁售純?nèi)加推?chē)。
這都?xì)w功于鋰電池業(yè)務(wù)的顯著擴(kuò)張，以及人們對(duì)該行業(yè)今后仍將快速發(fā)展的普遍共識(shí)。第一批鋰電池26年前開(kāi)始上市銷售，最初用在索尼的CCD-TR1攝像機(jī)上。那款產(chǎn)品廣受歡迎，而它所使用的電池更是如此，隨后逐步應(yīng)用于電腦、手機(jī)、無(wú)繩設(shè)備、電子香煙等產(chǎn)品。
使用電池的電子產(chǎn)品越多，鋰電池的需求也就越大。去年，消費(fèi)產(chǎn)品貢獻(xiàn)的鋰電池產(chǎn)量約為45GWh。通俗一點(diǎn)說(shuō)，如果把所有電池都用來(lái)為英國(guó)供電（該國(guó)的平均功耗為34GW），大約可以續(xù)航1小時(shí)20分。
同一年，電動(dòng)車(chē)使用的鋰電池產(chǎn)量就達(dá)到了電子產(chǎn)品一半：25GWh。但電池咨詢公司CairnERA的山姆˙杰夫（SamJaffe）預(yù)計(jì)，汽車(chē)電池需求最早將在明年超過(guò)消費(fèi)電子，從而成為整個(gè)行業(yè)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。大幅擴(kuò)張已經(jīng)開(kāi)始。
作為當(dāng)今全球的5大鋰電池制造商，日本的松下、韓國(guó)的LG化學(xué)和三星SDI、中國(guó)的比亞迪和寧德時(shí)代，都在加大資本支出，并預(yù)計(jì)2020年的產(chǎn)量將達(dá)到目前的3倍。據(jù)估計(jì)，特斯拉斥資50億美元在內(nèi)華達(dá)州與松下合作建設(shè)的超級(jí)工廠已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)每年約4GWh的產(chǎn)量。特斯拉表示，該公司將在2018年實(shí)現(xiàn)35GWh的產(chǎn)能。短短4年前，這一產(chǎn)量還足夠全世界所有的鋰電產(chǎn)品使用。
超級(jí)工廠不只是為了電動(dòng)汽車(chē)建造。在聽(tīng)說(shuō)南澳大利亞進(jìn)行電力管制的消息后，特斯拉創(chuàng)始人伊隆?馬斯克（ElonMusk）今年3月對(duì)該國(guó)總理表示，特斯拉到年底可以提供足夠的電池容量，確保電網(wǎng)永遠(yuǎn)不再癱瘓。
在超級(jí)工廠里面，他們目前正在努力塞進(jìn)129MWh的產(chǎn)能，以便履行老板的諾言。當(dāng)在太平洋彼岸安裝時(shí)，它將成為全世界基于電網(wǎng)的同類系統(tǒng)中最大的一個(gè)。但今后還有很多類似的系統(tǒng)將會(huì)部署。
隨著電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商在尋找各種方式來(lái)平滑太陽(yáng)能和風(fēng)能的間歇性供給造成的影響，工業(yè)規(guī)模的鋰電池組越來(lái)越受歡迎——尤其是把很多用在汽車(chē)上的電池組拼接起來(lái)，對(duì)其化學(xué)和電子元件進(jìn)行調(diào)整，以便支持更快的充放電速度。
希望獨(dú)立于電網(wǎng)的消費(fèi)者可以購(gòu)買(mǎi)更小的電池組——或者將自己生產(chǎn)的電力存儲(chǔ)起來(lái)，以便在白天或夜間電價(jià)最高時(shí)賣(mài)給電網(wǎng)。電池已經(jīng)成為未來(lái)真正實(shí)現(xiàn)低排放愿景所不可或缺的一部分。
不過(guò)，充滿很好應(yīng)用前景的鋅空氣電池由于充電困難，目前僅用在助聽(tīng)器、某些攝像機(jī)，以及鐵路運(yùn)信號(hào)裝置上。
所以，陳元等人的科研團(tuán)隊(duì)制作了包含常見(jiàn)的鐵、鈷、鎳等元素的金屬氧化物。這些新催化劑是通過(guò)同時(shí)控制下列成分制備的：組成、尺寸和富含金屬的金屬氧化物如鐵、鈷和鎳的結(jié)晶度。最終該團(tuán)隊(duì)所研制出無(wú)定形雙金屬氧化物-石墨烯復(fù)合物可作為可充電鋅空氣電池的雙功能氧化電化學(xué)催化劑。
該論文的第一作者悉尼大學(xué)信息技術(shù)與工程學(xué)院的博士李偉稱，用新型催化劑開(kāi)發(fā)的鋅空氣電池的試驗(yàn)證明其具有優(yōu)異的可在充電性能。研究人員通過(guò)120小時(shí)對(duì)這種新型鋅空電池進(jìn)行60次充放電循環(huán)，發(fā)現(xiàn)電芯僅損失不到10%的效力。陳元表示，“為了我們的社會(huì)實(shí)現(xiàn)更加可持續(xù)的金屬空氣電池，我們正在解決相關(guān)技術(shù)挑戰(zhàn)。”
以下為原文內(nèi)容：
沿著日產(chǎn)桑德蘭工廠的一條蛇形生產(chǎn)線走過(guò)大約四分之三，一位工人正一刻不停地在無(wú)數(shù)的逍客底盤(pán)上安裝油箱——該工廠生產(chǎn)的多數(shù)汽車(chē)都是這款SUV。但這條生產(chǎn)線上還會(huì)時(shí)不時(shí)地經(jīng)過(guò)另外一款車(chē)：一款名叫Leaf的電動(dòng)車(chē)。
每到此時(shí)，工人的任務(wù)就會(huì)從安裝油箱變成安裝電池。他的動(dòng)作與身旁的機(jī)械手臂完美配合，在燃油汽車(chē)和電動(dòng)汽車(chē)之間無(wú)縫切換。
直到最近，很多人還認(rèn)為這種切換不可思議。過(guò)去一個(gè)世紀(jì)，內(nèi)燃機(jī)一直都是汽車(chē)和輪船的主要?jiǎng)恿?。這確實(shí)給了它很大的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。盡管Leaf號(hào)稱全球最暢銷的電動(dòng)汽車(chē)，但身為英國(guó)最大汽車(chē)工廠的桑德蘭工廠，去年也只生產(chǎn)了1.75萬(wàn)輛Leaf，而同年的逍客產(chǎn)量卻高達(dá)31萬(wàn)輛。形成鮮明對(duì)比的是，逍客處于盈利狀態(tài)，而Leaf卻輛輛虧損。
去年全球電動(dòng)汽車(chē)銷量為75萬(wàn)輛，不到新車(chē)市場(chǎng)的1%。雷諾-日產(chǎn)聯(lián)盟的老板卡洛斯˙戈恩（CarlosGhosn）曾在2011年表示，僅這兩家公司到2016年的電動(dòng)車(chē)產(chǎn)量就將達(dá)到這一數(shù)字的兩倍。事后看來(lái)，這番預(yù)測(cè)顯然過(guò)于樂(lè)觀，但類似的預(yù)測(cè)其實(shí)并不罕見(jiàn)。
然而，盡管電動(dòng)汽車(chē)的起飛時(shí)機(jī)無(wú)法確定，但這種技術(shù)很快就會(huì)成為一門(mén)大生意卻已成為普遍共識(shí)。
續(xù)航里程接近滿箱汽油的平民電動(dòng)汽車(chē)（例如特斯拉的Model3和通用汽車(chē)的雪佛蘭Bolt）最近紛紛上市，改版Leaf也將在9月發(fā)布。桑德蘭工廠的現(xiàn)狀表明，燃油車(chē)和電動(dòng)車(chē)已經(jīng)可以共用一條生產(chǎn)線，從而通過(guò)擴(kuò)大產(chǎn)能來(lái)簡(jiǎn)化這種汽車(chē)的普及難度。
鋰電池大躍進(jìn)
很多預(yù)測(cè)認(rèn)為，擁有和駕駛電動(dòng)汽車(chē)的終身成本幾年內(nèi)就可以與燃油車(chē)相提并論，從而促使電動(dòng)汽車(chē)銷量在2020年代大幅飆升，并在2030年代成為主流。中國(guó)大約貢獻(xiàn)了去年全球電動(dòng)汽車(chē)銷量的一半，預(yù)計(jì)2020年有200萬(wàn)輛電動(dòng)和插電混合汽車(chē)上路行駛，10年內(nèi)達(dá)到700萬(wàn)輛。
咨詢公司彭博新能源金融（BloombergNewEnergyFinance）指出，石油公司對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的預(yù)期也較幾年前高出很多。石油輸出國(guó)組織（OPEC）現(xiàn)在預(yù)計(jì)，2040年上路行駛的電動(dòng)汽車(chē)將達(dá)到2.66億輛。英國(guó)和法國(guó)也都表示，到那時(shí)將禁售純?nèi)加推?chē)。
這都?xì)w功于鋰電池業(yè)務(wù)的顯著擴(kuò)張，以及人們對(duì)該行業(yè)今后仍將快速發(fā)展的普遍共識(shí)。第一批鋰電池26年前開(kāi)始上市銷售，最初用在索尼的CCD-TR1攝像機(jī)上。那款產(chǎn)品廣受歡迎，而它所使用的電池更是如此，隨后逐步應(yīng)用于電腦、手機(jī)、無(wú)繩設(shè)備、電子香煙等產(chǎn)品。
使用電池的電子產(chǎn)品越多，鋰電池的需求也就越大。去年，消費(fèi)產(chǎn)品貢獻(xiàn)的鋰電池產(chǎn)量約為45GWh。通俗一點(diǎn)說(shuō)，如果把所有電池都用來(lái)為英國(guó)供電（該國(guó)的平均功耗為34GW），大約可以續(xù)航1小時(shí)20分。
同一年，電動(dòng)車(chē)使用的鋰電池產(chǎn)量就達(dá)到了電子產(chǎn)品一半：25GWh。但電池咨詢公司CairnERA的山姆˙杰夫（SamJaffe）預(yù)計(jì)，汽車(chē)電池需求最早將在明年超過(guò)消費(fèi)電子，從而成為整個(gè)行業(yè)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。大幅擴(kuò)張已經(jīng)開(kāi)始。
作為當(dāng)今全球的5大鋰電池制造商，日本的松下、韓國(guó)的LG化學(xué)和三星SDI、中國(guó)的比亞迪和寧德時(shí)代，都在加大資本支出，并預(yù)計(jì)2020年的產(chǎn)量將達(dá)到目前的3倍。據(jù)估計(jì)，特斯拉斥資50億美元在內(nèi)華達(dá)州與松下合作建設(shè)的超級(jí)工廠已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)每年約4GWh的產(chǎn)量。特斯拉表示，該公司將在2018年實(shí)現(xiàn)35GWh的產(chǎn)能。短短4年前，這一產(chǎn)量還足夠全世界所有的鋰電產(chǎn)品使用。
超級(jí)工廠不只是為了電動(dòng)汽車(chē)建造。在聽(tīng)說(shuō)南澳大利亞進(jìn)行電力管制的消息后，特斯拉創(chuàng)始人伊隆?馬斯克（ElonMusk）今年3月對(duì)該國(guó)總理表示，特斯拉到年底可以提供足夠的電池容量，確保電網(wǎng)永遠(yuǎn)不再癱瘓。
在超級(jí)工廠里面，他們目前正在努力塞進(jìn)129MWh的產(chǎn)能，以便履行老板的諾言。當(dāng)在太平洋彼岸安裝時(shí)，它將成為全世界基于電網(wǎng)的同類系統(tǒng)中最大的一個(gè)。但今后還有很多類似的系統(tǒng)將會(huì)部署。
隨著電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商在尋找各種方式來(lái)平滑太陽(yáng)能和風(fēng)能的間歇性供給造成的影響，工業(yè)規(guī)模的鋰電池組越來(lái)越受歡迎——尤其是把很多用在汽車(chē)上的電池組拼接起來(lái)，對(duì)其化學(xué)和電子元件進(jìn)行調(diào)整，以便支持更快的充放電速度。
希望獨(dú)立于電網(wǎng)的消費(fèi)者可以購(gòu)買(mǎi)更小的電池組——或者將自己生產(chǎn)的電力存儲(chǔ)起來(lái)，以便在白天或夜間電價(jià)最高時(shí)賣(mài)給電網(wǎng)。電池已經(jīng)成為未來(lái)真正實(shí)現(xiàn)低排放愿景所不可或缺的一部分。
不過(guò)，充滿很好應(yīng)用前景的鋅空氣電池由于充電困難，目前僅用在助聽(tīng)器、某些攝像機(jī)，以及鐵路運(yùn)信號(hào)裝置上。
所以，陳元等人的科研團(tuán)隊(duì)制作了包含常見(jiàn)的鐵、鈷、鎳等元素的金屬氧化物。這些新催化劑是通過(guò)同時(shí)控制下列成分制備的：組成、尺寸和富含金屬的金屬氧化物如鐵、鈷和鎳的結(jié)晶度。最終該團(tuán)隊(duì)所研制出無(wú)定形雙金屬氧化物-石墨烯復(fù)合物可作為可充電鋅空氣電池的雙功能氧化電化學(xué)催化劑。
該論文的第一作者悉尼大學(xué)信息技術(shù)與工程學(xué)院的博士李偉稱，用新型催化劑開(kāi)發(fā)的鋅空氣電池的試驗(yàn)證明其具有優(yōu)異的可在充電性能。研究人員通過(guò)120小時(shí)對(duì)這種新型鋅空電池進(jìn)行60次充放電循環(huán)，發(fā)現(xiàn)電芯僅損失不到10%的效力。陳元表示，“為了我們的社會(huì)實(shí)現(xiàn)更加可持續(xù)的金屬空氣電池，我們正在解決相關(guān)技術(shù)挑戰(zhàn)。”
