После 40 лет истории литиевые батареи могут иметь больший потенциал для развития.

Ранее в этом году Айлун · вейлианмуси, глава Программы перспективных исследований альтернативной энергетики (ARPA-E) Министерства энергетики, в одночасье попал в заголовки газет. Причина в том, что она сказала в интервью британским СМИ: «Мы сделали большой прорыв в области батарей».

Хотя исследовательские проекты, поддерживаемые ARPA-E для более чем 75 накопителей энергии, достигли некоторых удовлетворительных результатов, прорыва в производстве небольших недорогих накопителей энергии не произошло.

Многие стартапы близки к созданию устройства хранения энергии, которое сочетает в себе экономичность, безопасность, компактность и высокую плотность энергии, и может гарантировать, что его стоимость составляет менее 100 долларов за киловатт-час. Однако, если цена на оборудование для хранения энергии будет ниже 100 долларов США за киловатт-час, это неизбежно вызовет гальванический эффект.

Эффект коррозии электропарой относится к локальной коррозии в точке контакта разнородных металлов в одной и той же среде из-за различных потенциалов коррозии. Преодоление этой проблемы требует использования возобновляемых источников энергии. Хотя возобновляемые источники энергии, такие как солнце и ветер, могут сделать электромобили легче и дешевле, они доступны только тогда, когда светит солнце или дует ветер.

Однако коммерциализация новой батареи отстает от текущего перехода от ископаемого топлива к возобновляемым источникам энергии. Даже Айлонгмасике, генеральный директор Tesla, уверенный в этих новых энергетических технологиях, вынужден признать, что автопроизводители не добились большого прогресса в улучшении литиевых батарей.

Фактически, многие исследователи считают, что для того, чтобы накопление энергии достигло существенного прогресса, оно должно принять совершенно новый химический процесс и физическую форму. Только таким образом можно превзойти достижения литий-ионных аккумуляторов за последнее десятилетие в таких областях, как бытовая электроника, электромобили и системы хранения на сетевом уровне.

В мае Министерство энергетики США провело семинар на тему «Помимо литий-ионных батарей». Фактически, это уже девятый раз, и он направлен на обсуждение технических проблем, стоящих перед разработкой новых устройств хранения энергии.

Хуцичао, основатель компании Solar Energy Systems, отделенной от Массачусетского технологического института, разработал новый тип литий-металлической батареи. Этот новый тип батареи значительно увеличивает плотность энергии аккумуляторного устройства, намного превышая плотность энергии текущей батареи.

«Основное препятствие на пути разработки новой аккумуляторной системы в течение десятилетия - это то, как превратить идею в продукт», - сказал он. Это еще более сложно для аккумулятора, потому что вы улучшаете один аспект производительности, который может повлиять на другой. Следовательно, необходимо идти на компромиссы. "

Кроме того, исследования аккумуляторов энергии также сталкиваются с множеством проблем: существует множество аккумуляторных технологий, от вспененных аккумуляторов до жидкостных аккумуляторов и химических аккумуляторов. У этих аккумуляторных технологий пока нет явного победителя. Это приводит к фрагментации и неопределенности исследования.

По данным исследовательской компании, за последние восемь лет стартапы, изучающие новое поколение аккумуляторов, получили в среднем всего 40 миллионов долларов финансирования. Напротив, Tesla инвестирует около 5 миллиардов долларов в свой завод Giga, который производит литий-ионные батареи. Какой огромный инвестиционный разрыв трудно преодолеть.

«Построение небольшой производственной линии обойдется примерно в 500 миллионов долларов», - говорит Герд Седер, профессор материаловедения Калифорнийского университета в Беркли. Автопроизводителям, возможно, придется годами тестировать новую аккумуляторную систему, прежде чем принять решение о покупке. Поэтому, если ваша компания получает всего 5 миллионов долларов в год, почти невозможно инвестировать 500 миллионов долларов в строительство завода по производству новых батарей. "

Даже если новые производители аккумуляторов в конечном итоге смогут вывести новую технологию на рынок, они столкнутся с такими проблемами, как расширение производства и поиск покупателей. Так было с предыдущими системами LeydenEnergy и A123. Хотя новые технологии были доступны, они потерпели неудачу из-за недостаточного финансирования и спроса, не оправдавшего ожиданий. Есть также две начинающие компании Seeo и Sakti3, которые были приобретены по низкой цене до начала массового производства.

Между тем, Samsung, LG и Panasonic, три ведущих мировых производителя аккумуляторов, все изменили свою стратегию, все меньше и меньше интересуясь батареями с новыми технологиями, в пользу улучшения своих текущих продуктов. Кроме того, при запуске этих новых батарей возникает проблема, о которой они не хотят упоминать: литий-ионные батареи, разработанные в 1970-х годах, постоянно совершенствуются.

Страница содержит содержимое машинного перевода.