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發(fā)布時(shí)間: 2017/1/18 13:46:44 點(diǎn)擊量: 次 作者:
猴年歲末,時(shí)間已經(jīng)進(jìn)入了2017年。動(dòng)力電池技術(shù)相比前兩年,似乎“亮點(diǎn)”要少的多。各種電池技術(shù)的“突破”也未洶涌襲來(lái)?!笆╇姵亍背巳A為的新聞外,也沒(méi)有什么太新的報道。也許到了總結一下的時(shí)候了。我不再想一一點(diǎn)評各種技術(shù)了,只是想說(shuō)說(shuō)對各類(lèi)新技術(shù)總的看法。
關(guān)鍵詞:華為X電池X石墨烯
當華為這個(gè)名字,與石墨烯和電池同時(shí)出現時(shí),可能就不由人不聯(lián)想到,石墨烯電池終于問(wèn)世了。各種媒體上諸如“華為開(kāi)啟石墨烯時(shí)代”這類(lèi)的標題黨比比皆是,隨便轉發(fā),閱讀量就有10W+。但是如果看看華為發(fā)布的視頻,可以清晰地看出,石墨烯只是用在了電池散熱上,而與電極材料沒(méi)什么關(guān)系。
石墨烯這個(gè)話(huà)題,我想多說(shuō)幾句。曾經(jīng)看過(guò)一篇文章,文章稱(chēng)我國已成為世界石墨烯頭號研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化強國。截止2016年8月份,我國從事石墨烯研發(fā)、生產(chǎn)和應用的企業(yè)超過(guò)400家,占全球石墨烯企業(yè)的四分之三,技術(shù)專(zhuān)利方面,石墨烯專(zhuān)利申請占全球的三分之一。說(shuō)實(shí)話(huà),看到這個(gè)數字,我也很驕傲。是不是中國在石墨烯技術(shù)上真的逆襲了呢?
專(zhuān)利雖多,學(xué)術(shù)論文也不少,但是這些專(zhuān)利和論文,被引用的次數極低,說(shuō)明這些專(zhuān)利在質(zhì)量上普遍不高。因此,在石墨烯這個(gè)領(lǐng)域上,我們仍沒(méi)有逃脫大而不強的命運。作為一個(gè)人口大國,基數大,做大并不難,但是做強,就需要努力了。
再說(shuō)石墨烯這種材料,不論是力學(xué)性質(zhì),熱學(xué)性質(zhì),光學(xué)性質(zhì)還是電導率,石墨烯的性能都出類(lèi)拔萃。如果評價(jià)石墨烯為“材料之王”,我覺(jué)得也不能說(shuō)錯誤???span style="box-sizing: border-box; color: rgb(51, 127, 229);">石墨烯雖然有“王者的風(fēng)范”,也有“王者的尊貴”。制造難度大,成本也非常高。如果某個(gè)企業(yè),能生產(chǎn)出個(gè)把公斤,可能已經(jīng)是個(gè)很大的數字了。而某些公司,動(dòng)輒幾百?lài)嵉漠a(chǎn)量,就有點(diǎn)扯了。什么氧化石墨烯,石墨烯微片,石墨烯粉末,我覺(jué)得充其量只能算是改性的石墨。因為石墨烯是個(gè)很“石墨烯”的材料,單層性質(zhì)很強,但是落個(gè)三五層,那些神奇的性質(zhì)就退化的不少了,如果落個(gè)十幾層,基本也就是石墨了,成本也就從1克幾千塊變成幾塊錢(qián)了。而且石墨烯由于是納米材料,納米材料對人身體多是有害的。石墨烯對人身體的毒性,目前已經(jīng)明確了。所以這也注定不會(huì )有什么“石墨烯襪子”這樣的神奇產(chǎn)品。
所以石墨烯雖是“材料之王”,但是絕對不是萬(wàn)能材料。成本和工藝上,都會(huì )讓?xiě)梅浅J芟?。所以筆者認為,真正的石墨烯電池,是不存在的。但是摻雜石墨烯的鋰離子電池也許可能被生產(chǎn)出來(lái)。但是動(dòng)力電池成本如此敏感的今天,嚷嚷著(zhù)用石墨烯提高身價(jià),又有幾個(gè)會(huì )真正應用這種材料呢。
以上,就是我對石墨烯技術(shù)的總結,不局限于電池技術(shù)。幫助大家在看到石墨烯的新技術(shù)時(shí),做一個(gè)判斷。
關(guān)鍵詞:新技術(shù)X突破X電池
作為電池技術(shù)的從業(yè)者,說(shuō)實(shí)話(huà),不論是什么:“充電幾分鐘,行駛1000公里”,“還是什么能量密度提升多少倍”,除了少數媒體的誤讀和添油加醋外,我相信都并非空穴來(lái)風(fēng)。
比如說(shuō)鋰空氣電池。這種電池的概念在1976年被提出,這種電池,理論能量密度超過(guò)3000Wh/kg,鈷酸鋰電池理論能量密度的十倍。而成本,每度電的費用,只有鋰電池的四分之一。
百度2016年的電池新技術(shù)突破,鋰空氣電池技術(shù)突破就在其中,同時(shí)百度出的關(guān)鍵詞還是MIT,這就像石墨烯與華為聯(lián)姻一樣。MIT和鋰空氣電池的結合,總會(huì )讓人浮想聯(lián)翩。也許這個(gè)突破,只是來(lái)自謀篇論文,甚至只是正好這時(shí)候媒體聽(tīng)說(shuō)了這項電池技術(shù)而已。
鋰空氣電池到底如何。首先說(shuō)到空氣,就必須要加催化劑,這點(diǎn)可以參考燃料電池。談到催化劑,就有貴金屬和普通催化劑之分。貴金屬催化劑自然會(huì )讓?xiě)檬芟?,而普通催化劑,又很難長(cháng)壽命的使用。即使用貴金屬催化劑,充放電的可能性能上,還有進(jìn)一步研究的必要。同時(shí),由于正極可以使用來(lái)自于空氣中的氧氣,如果電解液從負極滲漏到正極,很可能讓電解液直接泄漏到環(huán)境當中。相反,如果正極的空氣中的氧氣或者二氧化碳進(jìn)入負極,也會(huì )和鋰發(fā)生反應,輕則電池失效,重則有安全危險。所以這些有突破的技術(shù),距離應用,還很遠,只是實(shí)驗室的原型性技術(shù)。
綜上所述,從鋰空氣電池技術(shù),再看看那些層出不窮的新技術(shù)。這些往往是來(lái)自于實(shí)驗室,可能是某一實(shí)驗環(huán)境下特定的實(shí)驗結果,也可能是根據某些實(shí)驗數據的演算,甚至只是估計或者假設。這就是我對這類(lèi)報道的綜合判斷??赡軙?huì )比較武斷,但是到目前為止,仍未有漏網(wǎng)之魚(yú)。雖然這只是科學(xué)與技術(shù)的差別,雖然科技兩詞聯(lián)用顯得親密無(wú)間,但是不論是科學(xué)與技術(shù)之間,還是技術(shù)與產(chǎn)品之間,都存在著(zhù)一道鴻溝。從科學(xué)原理到一個(gè)實(shí)驗室的樣機,并不難,我管此時(shí)的樣機叫原理型樣機,如果這種電池能驗證原理,科學(xué)家和博士們就會(huì )很開(kāi)心的發(fā)表論文了,如果這種原理型電池樣機還有比較好的功率表現,那么基本上就可以“放衛星”了。但是這個(gè)原理型樣機到真正的產(chǎn)品,可能要走上十年甚至二十年的路??赡苡腥藭?huì )說(shuō),有些電池已經(jīng)經(jīng)歷了好幾十年了,但是這幾十年中,這種電池的狀態(tài),可能只是停滯。所以,從科學(xué)到技術(shù),再從技術(shù)到產(chǎn)品,這兩道鴻溝,要邁過(guò)去,并不那么容易。
對于新技術(shù),新標題黨,筆者認為大可以這種態(tài)度來(lái)看,它只代表一種可能。
關(guān)鍵詞:鋰電池X燃料電池X?
鋰電池是現在的主流技術(shù),不論是電動(dòng)汽車(chē)合適儲能市場(chǎng),鋰電池的勢頭都很勁。燃料電池,隨著(zhù)豐田的推廣,也逐漸被人們認識。國家也有相關(guān)的政策,可是對電池的能量密度及各種指標開(kāi)始規定。準入門(mén)檻提高了,必然會(huì )擋住牛鬼蛇神,但是如果因此而形成了壟斷,也會(huì )對技術(shù)創(chuàng )新起到阻礙的作用。因為筆者認為,鋰電池對于新能源汽車(chē),只是“過(guò)度技術(shù)”。雖然這種唱衰鋰電池的論調一直就有,但是到現在,市場(chǎng)上讓沒(méi)有哪種新技術(shù),可以大規模的替代鋰電池。如果國家的政策優(yōu)勢,都給了有實(shí)力的鋰電池企業(yè),他們會(huì )不會(huì )“自毀長(cháng)城”,致力于下一代電池技術(shù)的開(kāi)發(fā)呢?
燃料電池技術(shù)相當古老,在我之前寫(xiě)得文章中,不止一次闡述了我對這種技術(shù)的觀(guān)點(diǎn)。相比當前的鋰電池,燃料電池更像是一種未來(lái)技術(shù)。所謂未來(lái)技術(shù),起碼有兩層意思,第一,當前不方便大規模推廣,第二,未來(lái)有成為主流技術(shù)的潛質(zhì)。所以對于燃料電池技術(shù),我覺(jué)得它在日本小范圍的去發(fā)展和推廣,沒(méi)什么問(wèn)題,但是如果全世界范圍內去發(fā)展,我們仍需要去等。
對于現有技術(shù),我覺(jué)得不妨設定一個(gè)小目標,實(shí)現了再說(shuō)下一步。而對于下一代電池技術(shù),到底是什么?估計沒(méi)有人答得出來(lái)。不論誰(shuí)說(shuō)是什么,都是一家之言,除了引起口舌之爭,估計也不會(huì )產(chǎn)生什么有價(jià)值的東西。但是我相信,老技術(shù)加上新需求會(huì )有新應用,新應用會(huì )催生老技術(shù)所達不到的新需求。需求和技術(shù)交織在一起,自然會(huì )有水到渠成之時(shí)。這便是新電池技術(shù)誕生最可能的契機。如果燃料電池的催化劑技術(shù)發(fā)展了,自然也就會(huì )帶動(dòng)前文提到的鋰空氣電池的進(jìn)步。而燃料電池如果普及了,那么適用于鋰空氣電池的空氣壓縮機也許很容易就能買(mǎi)得到。同樣,全釩液流電池發(fā)展了,鋅溴液流電池也會(huì )跟著(zhù)受到業(yè)內的關(guān)注。但當需求不明確的時(shí)候,補貼是來(lái)助推的還是攪局的呢?
這就是我對2016~2017年的總結,希望2017年,電池技術(shù)能更加精彩。
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