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2021年2月特别版:电力电子手册

通过世界编辑器设计|2021年2月3日

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电池突破疲劳

想找点便宜的刺激,试试谷歌一下“电池突破”这个词。你会看到一页又一页的文章,令人屏息地记录着一个又一个关于能量存储的研究结果。但你可能会好奇,在如此多惊天动地的发展下,电动汽车不充电就不能行驶1000英里。

原因是:如今在电池领域取得突破并不难,至少在记者眼中是这样。我们对“电池突破”搜索结果进行了快速回顾,以弄清楚为什么我们社区的电动汽车每天晚上都要充电。我们发现,很多以兴奋语气报道的工作都被夸大了。典型的“电池突破”根本不是电池。它更有可能是放在实验室某个地方的烧瓶里的一团浆糊。

话虽如此,研究人员在他们的工作的评论中被引用时,往往对他们所取得的成就持谨慎态度。与滔滔不绝的记者不同,个体研究人员更有可能将他们的成就描述为在可能通向商业化的漫长道路上搭建的基石或有希望的进步。

以Nanotech Energy的“突破”为例,这家初创公司希望在一年内生产出“比目前市场上任何产品充电速度快18倍”的电池。也许吧,但迄今为止它所做的都是石墨烯墨水。

此外,劳伦斯伯克利国家实验室(Lawrence Berkeley National Lab)推出的电解质在导致电池失效之前抑制电池阳极上的枝晶生长。电解液具有足够的柔韧性,可以在一卷一卷的锂箔上成为阳极和电池隔板之间的层压。但那是以后的事了。

同样属于这一类的还有塞拉纳米技术公司。该公司已经提出了一种硅和其他材料的“纳米复合材料”来替代电极中的石墨。该公司表示,该产品将使电池容量提高20 - 40%。但塞拉并不生产电池。该公司希望能在明年将其技术送到真正制造电池的公司手中。

华盛顿州立大学的科学家也有类似的发现。那里的研究人员通过在阴极和电解液中添加一些关键的化学物质,在锂金属阳极的表面形成一层保护层,从而阻止了树突在电极上的形成,并最终导致电池短路。该团队认为该过程可以集成到现有的制造过程中。但目前还没有任何电池制造商这样做的消息。

从字里行间可以看出,许多被吹捧为突破的进展听起来像是“也许有人可以利用这个进展”。少数涉及真正的电池。量子景观(QuantumScape)是这个类别中为数不多的公司之一。该公司公布了其固体电解质电池的测试数据,显示基于这种电池的电池可以在15分钟内充电80%。但量子景电池只是一个更大的电池结构中的一层,它将构成真正的电池。

QuantumScape是否能大规模生产整个电池组,还有待观察。大众表示,如果进展顺利,希望在2024年或2025年生产的汽车上使用这种电池。因此,尽管QuantumScape已经远远超出了“黏糊糊”的阶段,但它的技术距离商业化还有大约5年的时间。

当你下次看到关于电池化学实验取得“突破性进展”的新闻标题时,请记住这个时间框架。

•执行编辑Leland teschler

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