Подробности о трех грехах литиевых батарей и топливных элементов

Батарейки похожи на одежду, некоторые выглядят хорошо, но их нельзя носить; Некоторые из них некрасивые, но их можно носить.

Литиевые батареи на рынке батарей за последние 20 лет действительно большой красный цвет. От малых до цифровых продуктов, умных браслетов, от транспортных средств средней и новой энергии, от крупных до электростанций с накоплением энергии - некуда деваться. Это связано с тем, что литиевые батареи могут быть единственными аккумуляторными продуктами с сочетанием мощности и энергетических характеристик и зрелой технологии.

Что касается происхождения литиевых батарей, я не буду вдаваться в подробности, но стоит упомянуть один момент: литиевые батареи - это абсолютное чудо истории батарей, это лучший пример положительной синергии рынка и технологий.

Среди батарей, которые могут производиться в больших масштабах, техническая зрелость литиевых батарей и свинцово-кислотных батарей является самой высокой для литиевых батарей, а промышленная стандартизация - самой сильной. Другими словами, аккумуляторы можно производить напрямую, напрямую закупая производственные линии за счет капитала. Хотя в этом процессе еще много возможностей для улучшения, но сейчас литий-ионные батареи, несомненно, являются лучшим выбором для электромобилей, но я думаю, что это не окончательный выбор.

Три греха литий-ионных аккумуляторов: ограничение энергии, сложность утилизации и угрозы безопасности.

Плотность энергии литиевых батарей - это самый важный вопрос на рынке. Беспокойство вызвано тем, что это напрямую связано с модельным рядом электромобилей. Но увеличить плотность энергии сложно, и я не буду на этом останавливаться.

Кто является будущим рынком для трех грехов лития и топливных элементов?

Что касается утилизации, я думаю, что это проблема, с которой нужно столкнуться и решить в будущем. Я провел исследование, мы можем найти старые старые сухие батареи, батареи сотовых телефонов в мусорном баке в общине, но мы никогда не можем найти денег для расчета заряда батареи. Хорошо известно, что свинцово-кислотные аккумуляторы можно продавать. Это связано с тем, что свинцово-кислотный аккумулятор остается не менее 30% после отказа. Однако литиевые батареи не являются такими, и их остаточная стоимость невысока, а это означает, что восстановление батареи может быть не рыночной инициативой. Тогда возникает реальный вопрос, кто будет платить по счету. Если материалы, такие как фосфат лития-кобальта, по-прежнему являются прибыльными для бумаги в процессе переработки, то для фосфата лития-железа могут потребоваться субсидии. Низкая остаточная стоимость, вызванная низкими затратами и невозможностью повторного использования, может быть палкой о двух концах, вызванной технологией фосфата лития-железа. Возможно, иногда экономическая нецикличность более серьезна, чем техническая нецикличность.

Угрозы безопасности, люди видят доброжелательность, мудрость видят мудрость. С моей личной точки зрения, любой, кто больше не обсуждает безопасность на системном уровне, - хулиган. Однако реальность такова, что аккумуляторные батареи требуют высокой плотности емкости и довольно чувствительны к затратам. Как продукт, это большие инвестиции в этом направлении. Производители не умны. Лучше прямо сказать людям, какой пробег или какая низкая цена. Более рентабельно. Бензовоз также представляет собой такую дилемму, и его выдающиеся характеристики безопасности уступают большому пространству, внешнему виду, жесткости марки, низкому расходу топлива и большим уступкам. Из-за проблем с безопасностью всегда будет определенная вероятность того, что потратив много опыта на то, что клиенты могут не чувствовать, не обязательно каждый производитель захочет. Как и в случае с камерой, фокус, скорее всего, делается на пикселях. Хотя высокие пиксели не означают, что качество картинки должно быть хорошим, оно может быть хуже, но рынок очень приемлемый. Конечно, производители проведут некоторые тесты на безопасность, но даже если они проверит 100 случаев, будет 101 случай. Это то, что мы называем несчастным случаем. Поэтому мы не можем жалеть сил на вопрос безопасности. В транспортных средствах новой энергии технологии все еще незрелые сегодня, всегда будут риски безопасности.

Бассейн проблемы с литиевой батареей не может решить, если можно решить, то литий-ионный аккумулятор не существует.

Многие люди упорно трудятся, чтобы решить проблему литиевых батарей, но на самом деле, я твердо верю: проблема литиевых батарей литиевых батарей не может быть решена.

В 2000 году, когда я купил свой первый телефон, я был очень впечатлен. Я использовал никель-металлогидридные батареи. Первая зарядка занимает 18 часов, кроме того, для зарядки требуется электричество. Так что к 2008 году меня еще кто-то спрашивал, новый ноутбук, при первой зарядке не заряжается 12 часов?

Если вы используете существительное для описания вышеуказанной проблемы, то все знают, что это «эффект памяти» батареи. Когда 10 лет назад отсутствие эффекта памяти было одним из главных преимуществ литиевых батарей.

Некоторые проблемы с аккумулятором можно решить, например, оптимизация процесса и улучшение согласованности. Мы не можем пожалеть усилий, чтобы решить их с помощью «духа мастера», но некоторые проблемы, такие как плотность энергии, вызваны литиевыми батареями из гена. Он ограничен периодическим законом элементов, поэтому решить его практически невозможно.

Литиевые батареи существуют потому, что они решают проблемы, вызванные геном никель-металлогидридных батарей, а проблемы, связанные с геном литиевых батарей, также требуют решения других батарей.

Топливные элементы и жидкостные проточные элементы больше подходят для транспортных средств на новых источниках энергии, по крайней мере, по форме.

Помимо технических аспектов автомобиля, проблема выглядит как зарядка. Заправка автомобилей топливом может быть произведена примерно за десять минут, но автомобили на новой энергии заряжаются, но это занимает намного больше времени.

Для этого «неудобства» существует не более двух решений: быстрая зарядка и технология переключения. Существует множество проблем, связанных с технологией быстрой зарядки, которая увеличивает стоимость зарядных станций, сокращает срок службы батарей и увеличивает использование электрических нагрузок. Обсуждалось много статей. Я хочу поговорить о переключении. С 2010 года по настоящее время, хотя я человек упрямый, многие взгляды изменились. Однако я всегда негативно отношусь к технологии энергообмена.

Во-первых, модель аккумулятора неоднородна. Когда дело касается унификации промышленных стандартов, первое, что приходит на ум, - это ПК. Но не в автомобильном мире. Целла открыл патент, задаваясь вопросом, была ли цель стать IBM в индустрии электромобилей. Однако рынок автомобилей на новой энергии - не единственный в Tesla. Группы батарей, BMS и управление температурным режимом имеют свои сильные стороны, поэтому унификация практически невозможна.

Это вызывает вопросы. Это будет означать, что разные производители и даже разные модели одного производителя будут иметь разные батареи. Это равносильно тому, что коммутационные станции не универсальны (заправки универсальны). Таким образом, в зависимости от спроса на услуги, разные производители могут делать свои собственные силовые установки.

Конечно, может также существовать сервисная компания, которая будет выполнять услуги по переключению электромобилей другой марки. Это приведет к другой проблеме. В соответствии со 100-градусным запасом электричества в автомобиле, емкость аккумулятора велосипеда на самом деле немалая, исходя из плотности энергии литиевой батареи. Следовательно, это будет подвергаться множественным ограничениям в отношении объема ежедневного обслуживания, места для хранения и емкости зарядки электростанции.

В то же время существует неявная проблема с правами собственности на аккумуляторы. С этого момента права собственности на батарею больше не могут принадлежать владельцу. Потому что ваш аккумулятор будет заменен. Это влечет за собой ряд проблем, таких как последующая гарантия, обслуживание и утилизация. Следовательно, это может означать, что мощность автомобиля должна быть разделена.

Если автомобиль разделен, то может быть так, что из-за необходимости замены соотношение аккумуляторов к автомобилям будет больше 1: 1. Это связано с тем, что, например, в автомобиле используется аккумулятор, а заменяемый аккумулятор также заряжается и хранится. Если в 10 автомобилях используется 11 аккумуляторов, это означает, что стоимость аккумулятора увеличится еще на 10%. На рынке транспортных средств на новой энергии стоимость аккумуляторов обычно высока. Если в это время стоимость аккумуляторов будет еще больше увеличиваться, то вопрос, кто за это заплатит.

Итак, с 2010 года, когда я впервые услышал о технологии коммутации, до сегодняшнего дня мое отношение к технологии коммутации не изменилось: это возможно, но это не масштабное приложение.

На этом этапе преимущества топливных элементов и жидкостных проточных ячеек очевидны. Залив водород или заменив электролиты, можно завершить процесс «зарядки». Водород, как и бензин, практически неотличим до тех пор, пока его чистота хорошая, а давление соответствует стандарту. Даже если есть небольшая разница в давлении между разными моделями, этого можно добиться с помощью простой вторичной декомпрессии. Независимо от технологической зрелости, он как минимум более формален.

Три греха топливных элементов: цепочка водородной промышленности, катализ драгоценными металлами и трудности управления.

Это восходит к истокам, топливные элементы, как красивое платье, но не удобное.

С 2006 года я определил, что основной проблемой топливных элементов является цепочка водородной промышленности.

В третьей промышленной революции Джереми Рифкина упоминаются пять энергетических столпов, и водородная энергия является одним из них. Что касается технологии топливных элементов, вызывающей озабоченность, я не могу не спросить, откуда берется водород. Я тоже использовал технологию производства водорода, но, к сожалению, даже если есть промышленность, нет производственной цепочки.

Нефть полностью доминирует в энергетике благодаря развитию цепочки нефтяной промышленности. Помимо бензина и дизельного топлива, которые нам знакомы, существует множество видов инженерных материалов, повседневных химических продуктов, все это нефть в качестве сырья. Основные продукты и различные побочные продукты, отделенные нефтью, не только разделяют стоимость сырья, но также влияют на различные отрасли.

Например, на Северо-Востоке построено много ветряных электростанций, но выработка небольшая, особенно зимой, или в основном тепловая энергия. Причина проста в том, что у тепловых электростанций есть важный побочный продукт - тепло. Использование энергии ветра, несомненно, позволит сэкономить энергию и сократить выбросы. Зимой на Северо-Востоке воздух будет намного свежее, но отопление не решит этого. Вот что я понимаю в производственной цепочке. Я не знаю, отличается ли это от профессионального определения в экономике. Так называемая производственная цепочка заключается в том, что в процессе производства и использования есть люди, ответственные за него, будь то использование, переработка или вторичная разработка.

Сегодня наша зависимость от нефти - это не только бензин, хотя она самая большая. В свою очередь, будь то компании по добыче водорода или конечные потребители водорода, реальной связи нет. В случае с автомобилями на новой энергии, которые используют только топливные элементы, я не думаю, что цепочка будет расти очень быстро. Поскольку стороны спроса и предложения слишком едины, кто будет автомобилем на топливных элементах и кто построит водородную станцию, будет раунд требований о компенсации. Трудно добиться положительного взаимодействия между рынками и технологиями.

После производственной цепочки поговорим о втором грехе: катализатор из драгоценного металла.

Использование катализаторов из драгоценных металлов в топливных элементах - клише, но его нельзя игнорировать. Потому что я считаю, что это один из потолков, ограничивающих развитие топливных элементов. Возможно, специалисты по топливным элементам скажут, что стоимость топливных элементов не является катализатором, я знаю это, но я все же говорю, что это предел топливных элементов, и это дефект в гене.

На мой взгляд, в мире есть два вида дорогостоящих материалов. Первое - это недостаточная индустриализация, а второе - дефицит ресурсов. Что касается его производства, за счет масштабов и технического прогресса, он может значительно снизить затраты, например, на самые дорогие биполярные пластины для топливных элементов. Для последних после масштабирования это приводит к увеличению затрат. Это если производство никель-металлогидридных аккумуляторов повлияет на цену никель-кобальтовой руды. К последним относятся катализаторы из драгоценных металлов.

Для обычных людей платина - это роскошь, а не необходимость. В промышленности он также используется для нишевых продуктов, таких как электроды и датчики. Если платина станет гражданским продуктом, огромный спрос значительно увеличит ее цену. Другими словами, будущая стоимость топливных элементов неизмерима. Хотя некоторые эксперты клялись, что листинг Мириа решил проблему катализаторов из драгоценных металлов, я видел, как Toyota подтолкнула фактическое использование катализаторов из драгоценных металлов до нового минимума. Хотя я признаю, что технически это довольно плохо, этого может быть недостаточно, если вы хотите использовать его в больших масштабах.

Третий грех топливных элементов: я называю это трудностью управления.

Трудности управления связаны с литиевыми батареями. Топливные элементы и жидкостные батареи более сложны, чем литиевые свинцово-кислотные батареи на одной широте. Если я определяю литиевые элементы как двумерное управление, то есть температурные поля и электрические поля, то топливные элементы - это трехмерное управление, то есть электрические поля, температурные поля, поля потока. Поэтому управление довольно сложное.

Некоторые люди называют управление водным теплом топливных элементов, что очень разумно. Например, известно, что в топливных элементах происходит реакция водорода и кислорода с образованием воды. Эта вода очень хорошо осведомлена. Во-первых, для топливных элементов необходима вода, потому что протонообменные мембраны должны работать во влажной среде. Рабочая температура топливного элемента составляет 60 градусов по Цельсию, и влажность в мембране трудно поддерживать. Его необходимо искусственно увлажнить или дополнить водой, образующейся в результате реакции. Количество воды трудно контролировать: если воды меньше, мембрана быстро увеличит сопротивление батареи из-за обезвоживания. Если воды будет больше, разрядная способность аккумулятора будет быстро снижаться из-за «заливания» электрода. Нет больше хорошо, не меньше хорошо. Более того, мощность батареи, температура и влажность окружающей среды также постоянно меняются. Как контролировать нужное количество в электрическом реакторе чрезвычайно сложно. И так далее, у топливных элементов есть много проблем с генетическим управлением. Следовательно, хотя топливные элементы имеют контроль только на одну широту больше, чем литиевые, их на несколько порядков сложнее контролировать.

Батареи нет без проблем; Также нет батареи, которая могла бы решить все проблемы. Найти собственный сценарий применения или даже комбинацию батарей - это король (Лао Чжан, саммит в 2014 году).

Я редко участвую в битве между железо-литием и тремя юанями за литиевое электричество, потому что никогда не бывает заключения. Люди защищают интересы бизнеса, а не технологий. Это все равно, что спорить о том, какой школьный врач лучше, чем лечащий врач в больнице Сандзя. Если он сильный, лечащий врач неизбежно выиграет, но школьный врач не тратит деньги, не выстраивается в очередь и может в любое время справиться с неотложными или менее неотложными ситуациями для детей школы, поэтому лечащий врач никогда не сможет заменить школьный врач, и наоборот.

Этот пример на самом деле иллюстрирует важность сцены приложения. Когда я говорю людям, что топливные элементы больше подходят для автомобилей на новой энергии, это часто неверно истолковывают. Я никогда не думаю, что литиевые батареи не подходят для транспортных средств на новой энергии, но литиевые батареи подходят не для всех транспортных средств на новой энергии. На нишевом рынке это могло бы быть более подходящим, например, низкоскоростной электромобиль, который сейчас обсуждается.

Здесь я хотел бы сказать немного больше: даже сегодня эти «исключенные» никель-металлогидридные батареи и свинцово-кислотные батареи литиевых батарей все еще находятся на рынке для большого количества приложений. Хотя есть и слабые стороны, но, безусловно, будут сильные, сильные и слабые стороны, и рыночный спрос может быть упорным. Следовательно, нет необходимости избегать проблемы с литиевыми батареями. Пока они разрабатываются в своих собственных подходящих сценариях применения, рынок будет большим.

Формально топливные элементы больше подходят для транспортных средств на новой энергии. Но технически еще предстоит решить множество проблем, и решить их сложно. Топливные элементы являются самыми старыми батареями и имеют более долгую историю, чем свинцово-кислотные. Сотня лет незавершенного дела, если вы хотите завершить его за несколько лет, для этого действительно нужно много навыков.

Наука - это потолок технологий. Только когда наука продвигается вперед и потолок поднимается, могут развиваться технологии. Но наука - это не изобретение, это открытие, требующее подготовки, удачи и настойчивости. Если ученые сделают работу инженеров и потолок не сдвинется, даже если сверхъестественные силы Цитянь Дашэна не будут разворачиваться, они не смогут выпрыгнуть из пяти пальцев (это чувство, но также и жалоба, см. Официальный сайт). пожалуйста, игнорируйте).

Наконец, я хотел бы закончить цитатой профессора 2006 года: «Топливные элементы должны быть горячими, но неясно, пять лет это или пятьдесят». Если бы нам действительно пришлось ждать еще 50 лет технологии топливных элементов, мы могли бы подождать еще 40 лет в течение последних 10 лет.

Страница содержит содержимое машинного перевода.