特斯拉能源墙引热议:能源界称是老技术换新装(2)
来源:财经杂志 作者:孙爱民 吕方锐 时间:2016-03-08 08:51 点击:次
目前,电子用品市场上应用最广泛的是锂离子电池,特斯拉产品也用这种电池。锂离子电池属于二次电池,可以重复使用。
1991年,索尼公司推出第一块商品化锂离子电池,并带来电池工业的一次革命。锂离子电池首先进入手机、数码相机等消费类电子产品市场,没用几年时间就一统天下,将镍镉电池、镍氢电池等逐出市场。
其实,二次电池领域也是一个大家族,有铅酸电池、镍氢电池、镍镉电池、钠硫电池、液流电池等。全球电池市场中,铅酸电池的市场份额,在所有二次电池中仍占据绝对主导地位,不过锂电池增势迅猛。
2018年,锂电池全球市场规模将比2013年增加31.7%,占整体电池市场的比重,达到三成左右。
能量密度、价格、安全、寿命、体积等是衡量电池的常用指标。黄学杰分析,电池在不同的使用环境中,侧重的指标不一样,“不同的设备中,对电池指标的注重可以协调,尤其是相互制约与矛盾的指标”。
手机电池需要在最小的尺寸里装尽量多的能量,安全系数会低一些,消费者可以忍受高一些的价格,寿命也可以短一些,一般3年就够;汽车用电池需要10年以上的寿命,安全系数要求更高,同时价格不能太高;在大的储能领域,需要电池寿命达到20年以上,体积指标可以放松一些。
在上述指标中,显示设备续航能力的电池能量密度,常常与安全性是相互矛盾的,即能量密度越高,危险性也就越大。
锂电池的关键技术主要集中在正负极材料、电解质和隔膜上,材料的性能和制备工艺很大程度上决定了电池的性能。
电池技术的突破依赖基础材料性能的提升,遗憾的是,材料鲜有重大突破。石墨烯材料被广为看好,不过,至今没有真正的产品可用。
在隔膜方面,美国与日本拥有先进隔膜生产的技术专利,但这些研发成果都针对小电池,尤其是在数码产品、智能手机领域,对于未来的大型电动车电池、电网储能电池,目前隔膜的研究思路是否适合,陈永认为仍是一个大问号。
除电池的材料之外,电池的结构常常被忽视。
陈永将电池结构的设计比作是炒菜,不同的厨师用同样的原材料炒出来的菜,味道可能是不一样的。“同样的材料,采用不一样的电池结构技术,性能就会有相当大区别。”陈永对《财经》记者说。
安全性考虑、材料技术、电池结构技术,并不是阻碍电池无限量扩容、设备无限增大续航的全部因素,终端产品的设计也在掣肘电池扩容。要知道,智能手机中的很多功能没有那么紧要,但在后台运行时却很耗电。
即便是特斯拉,也无法回避当前电池技术面临的上述局限。此外当然也受成本拖累。
Powerwall目前有容量为10千瓦时与7千瓦时两个版本,售价分别为3500美元和3000美元,相当于2.17万元和1.86万元左右人民币。高昂的价格,会成为阻拦其进入寻常百姓家的门槛。
7千瓦时,基本能满足一个中国家庭一天的常规用电量,但Powerwall想在中国遍地开发,还需要研究中国的国情。陈永表示,美国和中国的国情是不一样的,美国别墅数量众多,都是独家独户的,分布式光伏发电设备应用广泛,Powerwall会受到青睐,中国则情况不同。