Почему литий-ионные аккумуляторы все еще присутствуют на рынке?

По сообщениям зарубежных СМИ, литиевые батареи успешно вошли в жизнь каждого с момента их рождения в 1970-х годах, но в эпоху стремительного технического прогресса не существует новой технологии хранения энергии, которая могла бы заменить их статус, что заставляет людей задуматься. Какие трудности были у исследователей?

Ранее в этом году Уильямс, глава Программы перспективных исследований альтернативной энергетики (ARPA-E) Министерства энергетики, в мгновение ока попал в заголовки газет. И что привлекло к нему столько внимания, так это всего лишь фраза из интервью Guardian: «Мы сделали огромный прорыв в области батарей».

В аккумуляторных технологиях не было прорыва

Однако прорыв - это прорыв, но пока неизвестно, когда его можно будет использовать. До этого ARPA-E поддержала более 75 исследовательских проектов, связанных с хранением энергии. Они достигли некоторых удовлетворительных результатов, но не произошло никакого прорыва в производстве недорогого оборудования для хранения энергии небольшого объема.

Несмотря на усилия, многие стартапы близки к созданию устройства хранения энергии, которое сочетает в себе экономичность, безопасность, компактность и высокую плотность энергии, и может снизить его стоимость до 100 долларов за киловатт-час. Однако, если цена на оборудование для хранения энергии контролируется на этом уровне, это неизбежно приведет к эффекту коррозии электрической пары (так называемый эффект коррозии электрической пары относится к локальной коррозии в точке контакта разнородных металлов в той же среде. из-за разного потенциала коррозии).

Только возобновляемые источники энергии могут решить эту проблему. Они могут сделать электромобили легче и дешевле. Но есть один слот, который не преодолеть. Дело в том, что возобновляемая энергия стабильна только тогда, когда светит солнце или бушует ветер.

К сожалению, коммерциализация таких новых батарей сильно отстает от перехода от ископаемого топлива к возобновляемым источникам энергии. Даже если бы это было смелым, мистеру Маску пришлось бы признать, что нынешние производители электромобилей не добились большого прогресса в улучшении литий-ионных аккумуляторов.

Вы прорываете свой разум.

Фактически, многие исследователи считают, что устройства хранения энергии должны преодолеть существующие барьеры и принять совершенно новый химический процесс и физическую форму, чтобы совершить скачок. Только так можно устранить существующую архитектуру и разрушить доминирующее положение, достигнутое за последнее десятилетие в таких областях, как бытовая электроника, электромобили и системы хранения данных на сетевом уровне.

В мае Министерство энергетики США организовало свой девятый ежегодный симпозиум «Помимо литиевых батарей», на который ежегодно собирались исследователи для обсуждения технических проблем, связанных с разработкой новых устройств хранения энергии.

Хуцичао, основатель Solid Energy Systems, создал новую литий-металлическую батарею, которая значительно увеличила удельную энергию батареи, значительно превосходя существующие продукты.

На семинаре Хуцичао также рассказал об истории разработки новых литий-металлических батарей. Он считает, что самое важное препятствие, с которым сталкиваются в процессе исследований и разработок, продолжавшиеся более десяти лет, - это то, как превратить идею в продукт. Это еще более сложно для аккумулятора, потому что, когда вы улучшите один аспект производительности, это может повлиять на другой. Следовательно, необходимо делать трудные компромиссы и делать выбор.

Серьезное недофинансирование исследований и разработок

Кроме того, исследования в области накопления энергии также сталкиваются с острой проблемой множественности: технология аккумуляторов в настоящее время находится в полном разгаре, и у вспененных, жидкостных и химических аккумуляторов есть свои преданные поклонники. Так что никто не знает, какая батарея в конечном итоге станет большим победителем, что приведет к расширению финансирования исследований.

По данным исследовательской компании LuxResearch, за последние восемь лет в сектор хранения энергии было вложено более 4 миллиардов долларов инвестиций, но стартапы с корнями в этом секторе получили в среднем 40 миллионов долларов финансирования. Tesla, с другой стороны, получила 5 миллиардов долларов за суперзавод, и дефицит, который нельзя было восполнить в краткосрочной перспективе.

Ксидир, профессор материаловедения Калифорнийского университета в Беркли, сказал: «Строительство полной небольшой производственной линии будет стоить около 500 миллионов долларов, и вам придется оптимизировать детали. Более того, потребуются годы, чтобы проверить аккумуляторную систему. победить автопроизводителей. Это невыполнимая задача для компании, которая может получать только 5 миллионов долларов инвестиций в год ».

Даже если производители наконец смогут вывести на рынок новые технологии, они все равно столкнутся с трудностями в расширении производства и поиске покупателей. Предыдущие системы Leyden Energy и A123 были лучшими негативными материалами. Хотя у них были новые технологии, они потерпели неудачу из-за недостатка средств и неудовлетворительного спроса. Кроме того, двум стартапам, Seeo и Sakti3, не повезло, и они были приобретены по низкой цене до того, как новая батарея была запущена в массовое производство.

На данный момент три мировых аккумуляторных гиганта, Samsung, LG и Panasonic, также изменили свою стратегию, став более консервативными и склонными к усовершенствованию существующих технологий, а не к радикальной революции в области аккумуляторов. Более того, у начинающих производителей батарей есть проблема, о которой они не хотят упоминать: литий-ионные батареи не перестали развиваться с момента своего рождения. Если старик не успевает, зачем начинать новую эру?

Страница содержит содержимое машинного перевода.