新能源電池電池大顯神通鬧革命 各類挑戰(zhàn)接踵而至

時(shí)間:2014-01-03

來源:中國傳動(dòng)網(wǎng)

導(dǎo)語:一直走高端路線的燃料電池,則變得更加平民化——逐步從航空航天、獨(dú)立式發(fā)電站向電動(dòng)車電源、便攜式數(shù)碼產(chǎn)品電源以及后備式電源等領(lǐng)域延伸。這種電池的突出特點(diǎn)是:能量轉(zhuǎn)化效率高、不排出污染物、可連續(xù)工作且不需要充電。

近期,索尼決定改變主意,放棄出售鋰電池業(yè)務(wù)。這家曾經(jīng)遭遇電池業(yè)務(wù)頹勢的公司如今認(rèn)為,日元疲軟及智能手機(jī)電池需求增加,有可能使這塊業(yè)務(wù)徹底扭轉(zhuǎn)。幾乎同一時(shí)間,加拿大電動(dòng)車企業(yè)ZENN出手,將一個(gè)超級電容企業(yè)納入旗下。毫無疑問,一場儲(chǔ)能業(yè)的革命正在悄悄打響。

各類介質(zhì)顯神通新能源電池鬧革命

伴隨各類電子智能設(shè)備的崛起以及新能源汽車的風(fēng)靡,新型電池收獲了兩大主要搭載平臺(tái)。而鋰電池和燃料電池,無疑是這兩大平臺(tái)上最耀眼的明星。

鋰電池,體積小、質(zhì)量輕、能量高,而且循環(huán)壽命長。目前被廣泛應(yīng)用在各類電子設(shè)備當(dāng)中。

一直走高端路線的燃料電池,則變得更加平民化——逐步從航空航天、獨(dú)立式發(fā)電站向電動(dòng)車電源、便攜式數(shù)碼產(chǎn)品電源以及后備式電源等領(lǐng)域延伸。這種電池的突出特點(diǎn)是:能量轉(zhuǎn)化效率高、不排出污染物、可連續(xù)工作且不需要充電。

值得一提的是,燃料電池還可以與太陽能等電源組成靈活的混合供電方案,因?yàn)樗梢詫涞热剂限D(zhuǎn)換為電能。

有資料顯示,單次補(bǔ)充動(dòng)力后,燃料電池汽車的運(yùn)行時(shí)間可以達(dá)到純電池動(dòng)力車的五倍,而且充電時(shí)間大大縮短。

科技巨擘的想法更為超前。最近,該公司被媒體曝光稱正在研究一種名為鋰空氣電池的解決方案。

根據(jù)設(shè)想,電池通過吸入和放出氧氣的方式便可以產(chǎn)生能量,這種電池的性能將是鋰離子電池的十倍,體積更小、重量更輕。

更令人難以置信的是,美國馬里蘭大學(xué)的科學(xué)家正在研制一種“木頭電池”。

他們試圖用天然的纖維結(jié)構(gòu)激發(fā)帶電粒子并創(chuàng)造電流。不同于手機(jī)和電腦的電池使用的是鋰離子,這種木制電池使用的是鈉離子。

還有報(bào)道稱,日本科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種用糖來為電池提供動(dòng)力的新方法。他們將糖放在一個(gè)無氧爐中加熱至1500攝氏度,便形成一種低碳電力,成本非常低廉。

在歐洲,薄膜太陽能電池相關(guān)技術(shù)聯(lián)盟于2013年12月宣布,成功利用全噴墨印刷工藝制作出了柔性有機(jī)薄膜太陽能電池。使用這種有機(jī)半導(dǎo)體材料制成的太陽能電池,轉(zhuǎn)換效率在近幾年有了大幅的提高。

伴隨研究的深入,一旦重量大幅減輕且價(jià)格便宜,這種電池技術(shù)被普遍認(rèn)為將掀起太陽能電池用途多樣化的潮流。

新能源電池在外觀形態(tài)上的變化同樣令人眼花繚亂。

LG電子旗下的電池附屬公司近日聲稱,開始批量生產(chǎn)“弧形”電池,以配合曲屏智能手機(jī)的推出。

該公司還研發(fā)出形狀類似電纜線的電池,這類電池可以輕易綁在或纏繞在設(shè)備上,首要目標(biāo)就是外形如項(xiàng)鏈的可穿戴電子設(shè)備。

日本電子元件制造巨頭太陽誘電開發(fā)出了CD狀染料敏化太陽能電池,這種電池形狀與CD等光盤類完全相同,收納盒也神似光盤外殼。

這塊“蛋糕”足夠大政企均矚目

形形色色的新能源電池不斷冒頭背后,廠商們看到了這個(gè)市場的巨大潛力。

全球電力需求將在2035年前增加到32000萬億瓦時(shí),相較2012年的水平大漲70%。而全球電力消耗則將在2011年至2030年大增60%。巨大的缺口要求全球電力行業(yè)每年至少新增6000吉瓦(100萬度,10億瓦)新產(chǎn)能。

預(yù)計(jì)在全球領(lǐng)域,包括網(wǎng)格存儲(chǔ)和運(yùn)輸在內(nèi)的領(lǐng)先能源存儲(chǔ)系統(tǒng)市場將呈現(xiàn)爆發(fā)式增長。年復(fù)合增長率至少在10%。到2018年,這一市場容量將達(dá)到108億美元。

而不斷前進(jìn)的可再生能源、新的輸配電網(wǎng)建設(shè)、智能電網(wǎng)升級和安裝以及電動(dòng)及混合動(dòng)力汽車持續(xù)增長的需求,都將在很長一段時(shí)間里,擔(dān)當(dāng)新型儲(chǔ)能行業(yè)的增長引擎。

目前來看,在各類形態(tài)的新能源電池材料中,氫能源已成為各方關(guān)注的明星能源之一。

全球氫基礎(chǔ)設(shè)施的市場規(guī)模到2050年將達(dá)約160萬億日元。其中規(guī)模最大的,是液化氫基地和管道等周邊基礎(chǔ)設(shè)施市場。2015年以后,氫基礎(chǔ)設(shè)施市場開始緩慢增長,到2025年的10年間,市場規(guī)模將實(shí)現(xiàn)倍增,達(dá)到約20萬億日元。背后的推手,就是固定式燃料電池和燃料電池車(FCV)的普及。尤其是燃料電池車,屆時(shí)不但汽車價(jià)格降低,加氫站也將不斷完善,市場每5年將擴(kuò)大2倍,到2045年將形成約60萬億日元的規(guī)模。

全球多個(gè)國家已經(jīng)瞄準(zhǔn)這塊商機(jī)。美國加利福尼亞州的目標(biāo)是:到2015年普及1萬輛FCV,打造約70座加氫站,2017年計(jì)劃增加到100座以上。

德國也打算積極建設(shè)加氫站,2015年的目標(biāo)是50座,最終目標(biāo)是達(dá)到1000座。日本則計(jì)劃在2015年之前建成100座加氫站,2030年之前增加到1000座。

國家層面之外,企業(yè)也開始行動(dòng)。全美光伏第二大公司SolarCity日前聯(lián)手明星電動(dòng)汽車商特斯拉,借助后者的電池系統(tǒng),推出了儲(chǔ)能服務(wù)。而特斯拉則看到了這一平臺(tái)背后的價(jià)值,盡管是將電池技術(shù)授權(quán)給競爭對手,但如果有一個(gè)共同平臺(tái),會(huì)讓電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)整體更受惠。

加拿大電動(dòng)車企業(yè)ZENN也在近期宣布,完成了對EEStor的并購交易,后者擁有一項(xiàng)可以大幅提升充電速度的超級電容技術(shù)。

寶馬和豐田則在2013年簽署協(xié)議,雙方將在多項(xiàng)領(lǐng)域中合作,其中就包括鋰空氣電池。

戴姆勒、通用汽車、日產(chǎn)、本田和現(xiàn)代等同業(yè),都在競相開發(fā)燃料電池汽車。

成本高昂創(chuàng)新不足挑戰(zhàn)接踵而至

對一些老牌企業(yè)而言,新能源電池業(yè)務(wù)甚至成為可以扭轉(zhuǎn)乾坤的法寶。

有海外媒體報(bào)道稱,在截至2014年3月的一年里,松下將至少投資200億日元,以擴(kuò)大生產(chǎn)汽車制造商所需的各類新能源電池。

2013年12月,豐田汽車旗下子公司也宣布,因油電混合車需求強(qiáng)勁,將在現(xiàn)有的宮城工廠廠區(qū)內(nèi)興建一座車用電池新工廠,用于生產(chǎn)車用鎳氫電池,年產(chǎn)能為10萬臺(tái),并預(yù)計(jì)在2015年春天開始投產(chǎn)。屆時(shí)宮城工廠鎳氫電池年產(chǎn)能將可較現(xiàn)行提高三成。

不過,一些挑戰(zhàn)也接踵而至。不少人依然對2013年年初發(fā)生的波音客機(jī)起火事故記憶猶新。

波音公司的787夢想飛機(jī)曾連續(xù)發(fā)生兩起鋰離子電池起火事故。事后的調(diào)查顯示,起火原因是鋰電池過度充電導(dǎo)致電池內(nèi)易燃電解液滲漏,最終導(dǎo)致起火和煙霧。

這一連續(xù)性突發(fā)事件曾一度令整個(gè)行業(yè)陷入停滯。各國暫緩使用該項(xiàng)技術(shù)的趨勢有所升溫。

無獨(dú)有偶,同樣被很多人看好的氫燃料電池也存在質(zhì)疑。有海外媒體評論稱,氫燃料電池汽車的發(fā)展至少受到兩方面因素制約,其一是高昂的成本,其二是缺乏對燃料基礎(chǔ)設(shè)施的投資。

來自美國能源部的數(shù)據(jù)顯示,截至目前,全美境內(nèi)僅有10個(gè)公共氫燃料站點(diǎn)。

更令人擔(dān)憂的是,伴隨可穿戴設(shè)備的興起,電池技術(shù)似乎尚未緊緊跟上電腦設(shè)備小型化和即時(shí)顯示進(jìn)程的步伐。

盡管如此,仍有部分行業(yè)先鋒人物對電池技術(shù)在未來幾年有所突破持樂觀態(tài)度。他們表示,續(xù)航能力更持久的電池對于可穿戴式電腦設(shè)備至關(guān)重要,后者的崛起甚至可能顛覆蘋果公司和谷歌[微博]在移動(dòng)設(shè)備領(lǐng)域的主導(dǎo)地位。

但現(xiàn)如今,最大的挑戰(zhàn)是如何讓新能源電池足夠小,且能為各種設(shè)備提供服務(wù)。

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