国外新型电池发展简介

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国外新型电池发展简介

索尼早在1991年就引入了如今无处不在的锂离子电池技术。这种电池及其易燃的液态电解质从未克服几个与生俱来的顽疾。它们会突然着火，还需要具有N-methylpyrrolidone之类名称的有毒溶液。令投资者更为沮丧的是，到目前为止，还没有一个人能拿出具体的解决办法，在增加产量的同时降低价格。

今天的镍镉和锂离子电池还不能供一个家庭使用几个小时，也不能让大多数汽车跑100多英里（约合160公里）的路程。这种电池的成本大约为每千瓦时400美元，分析师认为只有将成本降低一半，才能让绿色能源获得大范围推广使用。“开发一种不同于锂电池的储存设备，对于释放电动汽车和再生能源的价值，具有至关重要的作用，”

发明者和投资者施展才华的时机终于到了。去年，风力发电机的发电量占到美国新增发电量的45%，而太阳能占到全球新增发电量的34%。在没有光照或风力的时候，储存能源一直是一个耗费庞大的工程。一些相信电池应用前景广阔的人指出，情况正在发生变化。在过去十年里，他们在这个领域的投资超过了50亿美元，争相将相关技术尽快推向市场。

他们坚信，新型电池能够存储足够多的清洁能源，满足一辆车、一个家庭或整个校园的需要；新型电池可以存储来自风力发电站或太阳能发电站的能量；它们可以取代发电机，减少对矿物燃料发电设备的需求，进而让电力供应变得更环保。能源管理咨询公司Navigant Consulting表示，新型能量储存设备的市场规模在3年内将增长近10倍，达到2400兆瓦，相当于6台天然气涡轮发动机的发电量。

 

努力降低电池使用成本

2008年，KPCB给了怀塔克雷160万美元，以加快研究速度。他利用“电池之父”亚历山德罗·沃尔特（Alessandro Volta）在1800年发明的盐水电池的升级版，最终开发出了一种新型电池。六个月后，现年43岁的怀塔克雷准备将他的钠基储能电池从卡内基梅隆大学的实验室取出。他给Aquion公司打去电话，希望了解后者的水溶离子化学技术。

拉尼及其合作伙伴对怀塔克雷的早期研究进展十分满意，于是在2009年同意追加投资700万美元。KPCB还帮助Aquion募集资金1.72亿美元，投资方包括盖茨和普瑞兹克父子。尼克·普瑞兹克是创始人凯悦酒店集团创始人杰伊·普瑞兹克（Jay Pritzker）的堂弟，后者在1999年去世。由于是一家私营公司，Aquion并不接受个人投资。Aquion CEO斯科特·佩尔森（Scott Pearson）表示，这种状况可能会在明年改变：“我们距离IPO或股权交易仅一步之遥。”

Aquion在匹兹堡一个较为僻静的地方租用了一栋三层红砖大楼，那里距离怀塔克雷的住处非常近，他从校园骑车2.5英里就能到达。怀塔克雷回忆说，在二月的一天，阿勒格尼河（Allegheny River）附近狂风肆虐，但就在那天，他开发出了一种新型电池，这种电池可供家庭或医院使用，也是最便宜且续航时间较长的无毒电池。

它可以至少提供8小时的续航时间，能将白天储存的太阳能释放出来。怀塔克雷展示了他的劳动成果：大小相当于一台烘干机的28.6千瓦时电池模组。它可以给电冰箱、咖啡机和热水器等家用电器供电。

Aquion的机器人设备在红砖大楼以东30英里处努力工作着。这种自动化设备原本是用来给巧克力糖打包的，但现在则用于拖出炭黑块和锰粉块，然后放在容器中等待充满盐水。如今，50个托盘的盒装电池正在被运往夏威夷大岛，准备给厄尔·巴肯（Earl Bakken，发明过外置可穿戴心脏起搏器）一栋占地面积8英亩（约合3公顷）的大楼供电。它们会将512块太阳能电池板生成的电保存起来，取代丙烷燃料发动机（propane engine）。

怀塔克雷正在紧锣密鼓地生产足够多的电池，以保存200兆瓦时的电量。一开始，他打算将电卖给使用柴油发电机的当地人。“岛屿和微型电网是我们产品的首个重要市场，”他说。Aquion目前只有一条生产线，该公司希望最终再增加四条。Aquion CEO佩尔森表示，这有可能会将电池成本降至最低每千瓦时100美元。

争相开发新型电池技术

化学工程师哈尼·埃托尼（Hany Eitouni）也在利用其在劳伦斯伯克利国家实验室发明的一种技术，试图生产这种廉价电池组。埃托尼采用的多孔材料让电子流入新的干式锂电池。Khosla Ventures和三星风险投资（Samsung Venture Investment）向埃托尼供职的Seeo公司投资了1700万美元。自2007年以来，该公司获得的风险投资额已超过4200万美元。

37岁的埃托尼说，他发明的最新锂离子聚合物电池相当于一个公文包大小，单位重量的储电量是当今液态锂电池的两到三倍。对于每次充电行驶里程超过200英里的电动汽车来说，这种储电能力至关重要。此外，埃托尼还介绍说，他发明的固体聚合物电池以散热的形式丧失的能量更少，而这却是当前一代锂离子电池的通病。

大雾开始笼罩东湾工业园区，Seeo技术人员身穿白衣，戴着防护眼镜，开始处理刺激性化学物质，这些物质是用来清洁电池核心部分中的金属的。多台机器将40层的锂金属箔卷进有两个聚合物层（经过挤压变成了袋状）的圆筒。埃托尼自诩他的电池的及格分数“都在95分左右。”

Seeo CEO哈尔·扎雷姆（Hal Zarem）表示，今后几年，随着它将最好的设计应用于全负荷生产，Seeo预计会把电池成本降至每千瓦时100美元以下。美国国家再生能源实验室交通技术与系统研究中心高级工程师杰里米·努巴尔（Jeremy Neubauer）说：“随着生产规模不断扩大，Seeo的电池将非常便宜。”

Ambri CEO菲尔·吉乌代斯（Phil Giudice）表示，得益于一些科技大腕的投资，新型电池最终将让再生能源有能力与矿物燃料竞争。“科斯拉、盖茨、马斯克以及普瑞兹克父子，他们都在努力让这个世界变得更美好，而且对这种前景激动万分。他们正在实现看似不可能完成的任务。”吉乌代斯说，“每过一天，我们距离这一目标都更近了一步。”