麻省理工：有40年历史的锂电池为什么还没被淘汰？

《麻省理工学院技术评论》最近发表文章称，到目前为止，我们还没有使用比40年前的锂离子电池更好的储能设备，因为新电池的开发不仅面临许多技术挑战，还需要大量的资金支持。

今年早些时候，美国能源部替代能源高级研究项目（以下简称“ARPA-E”）负责人Ellen Williams一夜之间登上了各大媒体的头条。原因是她在接受英国《卫报》采访时说：“我们在电池领域取得了重大突破。”

尽管ARPA-E支持的75多个储能研究项目取得了一些令人满意的成果，但在生产体积小、成本低的储能设备方面尚未取得突破。

许多初创企业即将生产一种经济、安全、紧凑、能量密度高的储能设备，并能保证其成本低于每千瓦时100美元。然而，如果储能设备的价格控制在每千瓦时100美元以下，则不可避免地会出现电流效应。

电偶腐蚀效应是指不同金属在同一介质中由于不同的腐蚀电位而产生的局部腐蚀。为了克服这个问题，有必要使用可再生能源。尽管太阳能和风能等可再生能源可以使电动汽车更轻、更便宜，但这些能源只有在阳光明媚或狂风肆虐时才有可能。

然而，这种新型电池的商业化速度远远落后于目前从化石燃料向可再生能源的转移速度。即使是对这些新能源技术充满信心的特斯拉首席执行官埃隆·马斯克也不得不承认，目前的汽车制造商在改进锂电池方面没有取得太大进展。

事实上，许多研究人员认为，为了在储能方面取得实质性进展，必须采用全新的化学过程和物理形态。只有这样，我们才能超越锂离子电池过去十年在消费电子、电动汽车和网络级存储系统领域取得的成就。

今年5月，美国能源部举办了一场主题为“超越锂离子电池”的研讨会。事实上，这是第九届会议，旨在讨论开发新型储能设备所面临的技术挑战。

从麻省理工学院分离出来的SolidEnergy Systems的创始人胡启超开发了一种新型锂金属电池。这种新型电池显著提高了电池设备的能量密度，远远超过了目前电池的能量密度。

他说：“在新电池系统十多年的研发过程中，主要的障碍是如何将一个想法转化为一种产品。这对电池来说更为困难，因为如果你提高了一个方面的性能，可能会影响另一方面的性能。因此，必须进行权衡。”

此外，储能的研究还面临着多样性问题：目前，从泡沫电池到流体电池再到化学电池，电池技术很多。在这些电池技术中，目前还没有明确的赢家。这导致了研究的分散性和不确定性。

根据研究机构Lux research的数据，在过去八年中，研究下一代新电池的初创公司平均只获得4000万美元的资金支持。相比之下，特斯拉将在其生产锂离子电池的Giga工厂投资约50亿美元。什么样的巨大投资缺口是难以克服的。

加州大学伯克利分校材料科学教授Gerd Ceder，他说：“建造一条小型生产线大约需要5亿美元。汽车制造商可能需要测试新的电池系统几年才能做出购买决定。因此，如果你的公司每年只能获得500万美元的财政支持，那么你几乎不可能投资5亿美元建一家生产新电池的工厂。”

即使新的电池制造商最终能够将这项新技术推向市场，他们也将面临扩大生产和寻找买家等问题。之前的Leyden Energy和A123 Systems就是这样。尽管他们有了新技术，但由于资金不足和需求不足，他们仍然失败了。还有两家初创公司，Seeo和Sakti3，在大规模生产之前以低价收购。

与此同时，三星、LG和松下，世界三大……

主要电池制造商也调整了策略，他们对投资新技术电池的兴趣越来越弱，但他们倾向于改进现有产品。此外，这些新的电池初创公司还面临着一个他们不愿提及的问题：20世纪70年代开发的锂离子电池一直在不断改进。《麻省理工学院技术评论》最近发表文章称，到目前为止，我们还没有使用比40年前的锂离子电池更好的储能设备，因为新电池的开发不仅面临许多技术挑战，还需要大量的资金支持。

今年早些时候，美国能源部替代能源高级研究项目（以下简称“ARPA-E”）负责人Ellen Williams一夜之间登上了各大媒体的头条。原因是她在接受英国《卫报》采访时说：“我们在电池领域取得了重大突破。”

尽管ARPA-E支持的75多个储能研究项目取得了一些令人满意的成果，但在生产体积小、成本低的储能设备方面尚未取得突破。

许多初创企业即将生产一种经济、安全、紧凑、能量密度高的储能设备，并能保证其成本低于每千瓦时100美元。然而，如果储能设备的价格控制在每千瓦时100美元以下，则不可避免地会出现电流效应。

电偶腐蚀效应是指不同金属在同一介质中由于不同的腐蚀电位而产生的局部腐蚀。为了克服这个问题，有必要使用可再生能源。尽管太阳能和风能等可再生能源可以使电动汽车更轻、更便宜，但这些能源只有在阳光明媚或狂风肆虐时才有可能。

然而，这种新型电池的商业化速度远远落后于目前从化石燃料向可再生能源的转移速度。即使是对这些新能源技术充满信心的特斯拉首席执行官埃隆·马斯克也不得不承认，目前的汽车制造商在改进锂电池方面没有取得太大进展。

事实上，许多研究人员认为，为了在储能方面取得实质性进展，必须采用全新的化学过程和物理形态。只有这样，我们才能超越锂离子电池过去十年在消费电子、电动汽车和网络级存储系统领域取得的成就。

今年5月，美国能源部举办了一场主题为“超越锂离子电池”的研讨会。事实上，这是第九届会议，旨在讨论开发新型储能设备所面临的技术挑战。

从麻省理工学院分离出来的SolidEnergy Systems的创始人胡启超开发了一种新型锂金属电池。这种新型电池显著提高了电池设备的能量密度，远远超过了目前电池的能量密度。

他说：“在新电池系统十多年的研发过程中，主要的障碍是如何将一个想法转化为一种产品。这对电池来说更为困难，因为如果你提高了一个方面的性能，可能会影响另一方面的性能。因此，必须进行权衡。”

此外，储能的研究还面临着多样性问题：目前，从泡沫电池到流体电池再到化学电池，电池技术很多。在这些电池技术中，目前还没有明确的赢家。这导致了研究的分散性和不确定性。

根据研究机构Lux research的数据，在过去八年中，研究下一代新电池的初创公司平均只获得4000万美元的资金支持。相比之下，特斯拉将在其生产锂离子电池的Giga工厂投资约50亿美元。什么样的巨大投资缺口是难以克服的。

加州大学伯克利分校材料科学教授Gerd Ceder，他说：“建造一条小型生产线大约需要5亿美元。汽车制造商可能需要测试新的电池系统几年才能做出购买决定。因此，如果你的公司每年只能获得500万美元的财政支持，那么你几乎不可能投资5亿美元建一家生产新电池的工厂。”

即使新的电池制造商最终能够将这项新技术推向市场，他们也将面临扩张等问题……

生产和寻找买家。之前的Leyden Energy和A123 Systems就是这样。尽管他们有了新技术，但由于资金不足和需求不足，他们仍然失败了。还有两家初创公司，Seeo和Sakti3，在大规模生产之前以低价收购。

与此同时，全球三大电池制造商三星、LG和松下也调整了战略，投资新技术电池的兴趣越来越弱，但他们倾向于改进现有产品。此外，这些新的电池初创公司还面临着一个他们不愿提及的问题：20世纪70年代开发的锂离子电池一直在不断改进。

标签：特斯拉世纪

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