电池时代(上)谁是取代锂的新主角?
2022/05/05
既属于出行手段又为家庭供电的纯电动汽车是相关对策的象征。日本矢野经济研究所的统计显示,纯电动汽车等的全球销量到2030年将达到5026万辆,增至2020年的9倍。
如果纯电动汽车的价格降至约100万日元(约合人民币5.07万元),将成为普及的东风。一方面,电池价格低于每千瓦时约5千日元(约合人民币253元)被视为理想状态。美国彭博新能源财经(Bloomberg NEF)统计显示,锂离子电池的价格2021年为132美元,相比2010年降至9分之1,但仍然偏贵。今后由于会朝着自动驾驶等方向发展,耗电量也将不断增加。
在电池需要革新的背景下,锂离子电池的出色之处也得到再认识。占重量近一半的正极使用最轻的金属锂等进行制造。容量也高于以前的铅和镍氢电池。
锂电池从1994年的每升235瓦时发展到约700瓦时,随后也并未停下提高性能的步伐。现在甚至能承受约4千次充放电。2019年,锂电池的开发功绩获得诺贝尔化学奖。可以称得上是蓄电池的“王者”。
但是,性能卓越的锂电池也在向极限靠近。其性能已经逼近每升800瓦时的上限。
日产汽车的纯电动汽车采用的62千瓦时锂离子电池可在约4天里满足每天使用12千瓦时的家庭的电力需求。但是,任何人都想希望拥有价格更加低廉的大容量电池。因此,不可能一直依赖锂。
日本同志社大学教授盛满正嗣正在讨论利用锌开发新电池,寻求达到每升800瓦时以上。传导离子的电解液采用水,“每千瓦时数千~1万日元也变为可能”。据称,目前已看到防止短路的头绪,希望到2025年前后制造出电池。
东京理科大学的教授駒场慎一等人力争开发采用钾离子的电池。目标是3千次充放电。而西班牙的巴塞罗那材料科学研究所等关注的是钙。在低于此前的100摄氏度运行的电极的制造已有眉目。
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