石墨負(fù)極,硅負(fù)極,金屬負(fù)極,材料學(xué)家在鋰電池革新上可謂“無所不用其極”,元素周期表幾乎全數(shù)被塞進(jìn)這個(gè)神秘曲奇,解決一切問題的新型陰極材料頻繁見諸媒體頭條;能量密度更高,充電速度更快,單位成本更低,循環(huán)次數(shù)更多……

石墨負(fù)極,硅負(fù)極,金屬負(fù)極,材料學(xué)家在鋰電池革新上可謂“無所不用其極”,元素周期表幾乎全數(shù)被塞進(jìn)這個(gè)神秘曲奇,解決一切問題的新型陰極材料頻繁見諸媒體頭條;能量密度更高,充電速度更快,單位成本更低,循環(huán)次數(shù)更多……論文天天發(fā),投資疊疊加,可產(chǎn)品呢?

車云菌自認(rèn)為無需作答,每個(gè)讀者手上都有蘋果,安卓或WP,為什么當(dāng)年1200mAh的諾基亞輕松待機(jī)1周,現(xiàn)而今3000mAh不忘清后臺,殺進(jìn)程,戰(zhàn)戰(zhàn)兢兢頂多勉強(qiáng)兩天?還有某表18小時(shí)的“all-day battery”(全天續(xù)航)也是醉了。同時(shí)別忘記,當(dāng)年的諾記N95使用的德儀OMAP 2420那是90nm制程,當(dāng)今的主流高通驍龍?jiān)趺匆彩?8nm了吧,按照英特爾的“滴答”戰(zhàn)略,“煎蛋龍”領(lǐng)先老大哥至少3代,那節(jié)能效率上的數(shù)據(jù)還要車云菌掏計(jì)算器么?話說回來,就算現(xiàn)在移動(dòng)處理器是高頻高核數(shù),屏幕是高分高密度:

請問,革命性的量產(chǎn)電池在哪兒?

研究人員使用X光觀察試驗(yàn)電池的工作狀態(tài)

電動(dòng)汽車,好東西。用老祖宗的話說,靜若處子,動(dòng)若脫兔。實(shí)話說P85D百公里3.2s的性能,含稅預(yù)估不到110萬的價(jià)格,要說特斯拉不厚道那是真違心。再加上零排放的環(huán)保光環(huán)加持,旗艦級互聯(lián)網(wǎng)大佬們的站臺,為何市場還是無法啵兒起?車云菌從不拐彎抹角,一向簡明扼要:電池太貴,充電太頻!

10年過往,太多的“專利技術(shù)”放話要顛覆電池行業(yè),繼而前赴后繼的不知所蹤。就算是當(dāng)年技術(shù)+資金都不是事兒的A123,股價(jià)也在3年之內(nèi)從25美金跌至37美分,無奈之下作價(jià)賣給了魯冠球。

接下來是一個(gè)意味深長的故事。

2012年2月,華盛頓DC,一場新能源學(xué)術(shù)會議,蓋茨和克林頓的大名吸引了慕名而來的大批行研,投資人和企業(yè)家,還有大名鼎鼎的ARPA-E,美國高端能源項(xiàng)目研究署。署長Arun Majumdar在現(xiàn)場友好而熱烈的氣氛中宣布了其任上第一個(gè)落地的大項(xiàng)目:創(chuàng)業(yè)公司Envia研發(fā)的雙倍能量密度新電芯。Arun表示一次充電可從華盛頓直接開到紐約的汽車電池成本可從3萬美金降至1.5萬,圍觀群眾反響熱烈,紛紛表示都將購買棒呆的電動(dòng)車。

很快,Envia獲得通用汽車(GM)的青睞,雙方簽署合作計(jì)劃,后者出資支持其研究,計(jì)劃讓這種新電芯在自家電動(dòng)車上大放異彩。記者Steve LeVine在他的著作《The Powerhouse》中這樣評價(jià):這筆交易給Envia帶來數(shù)以億計(jì)的潛在業(yè)務(wù)。但好景不長,GM的電池專家發(fā)現(xiàn)自己無法重現(xiàn)Envia的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,Envia的革命性電池產(chǎn)品就此Duang掉。

鋰離子電池,上世紀(jì)70年代末發(fā)明,90年代大規(guī)模商業(yè)化。這種電池依靠鋰離子在正負(fù)極之間移動(dòng)來產(chǎn)生電流,輕便高效,便攜式電子產(chǎn)品因此大規(guī)模轉(zhuǎn)型;但電動(dòng)車上搭載鋰離子電池卻是近幾年的事。同在90年代,GM的電動(dòng)車EV-1使用的是老掉牙的鉛酸電池,600公斤的電池充滿后卻只提供80到150公里的續(xù)航。2008年特斯拉在自家第一款產(chǎn)品中引入了鋰離子電池,提供400公里的續(xù)航能力(幾乎3倍于當(dāng)年的EV-1),然而整車售價(jià)達(dá)到了10萬美金,這貨到底貴在哪兒?用腳趾頭都想得通。話雖如此,那屌絲們怎么辦?日產(chǎn)和GM使用了小電池組的產(chǎn)品自然要廉價(jià)很多,當(dāng)然續(xù)航里程也同時(shí)大打折扣咯,幾乎都沒能超過160公里。無語,依然10年前的水準(zhǔn)。

電池這么個(gè)小玩意兒,技術(shù)難度到底在哪兒?

車云菌跟讀者一樣有此疑問。但別看它不起眼,如果要?jiǎng)铀呐乱环忠缓粒僭O(shè)只是一個(gè)電極換成新材料,沒有經(jīng)年累月的測試,也沒人敢打包票。

LeVine在他的書中描述了當(dāng)年Envia的窘境。2006年Envia從阿貢國家實(shí)驗(yàn)室弄到一種牛X的新材料,熱乎勁兒還沒過,問題出現(xiàn)了,掏腰包的大佬們稱之為“毀滅因子”:時(shí)間一長,新電池的電壓就變得極不穩(wěn)定——廢了。阿貢實(shí)驗(yàn)室的技術(shù)人員日夜攻關(guān)也沒能給出個(gè)像樣的說法,實(shí)際上這幾位磚家對新材料的物理和化學(xué)特性還不夠了解,這種情況下盲目入手顯然也是醉了。

Envia顯然不打算放棄,基于硅材料加工的電極又被開發(fā)出來,但這次他們又遇到問題:新電極不太結(jié)實(shí),眨眼間四分五裂。這次磚家們?yōu)榱吮W★埻?,星夜兼程總算是解決了問題,然而……解決方案實(shí)在是過于復(fù)雜,根本不可能在量產(chǎn)中實(shí)施。

時(shí)間快進(jìn)到2012年,Envia公司信心滿滿的參與了華盛頓的那場大會,因?yàn)樗麄兺昝澜鉀Q了之前兩種材料的問題:新的硅電極加工起來很便宜,而來自阿貢實(shí)驗(yàn)室的牛X材料被一種新的涂層包裹,穩(wěn)定了電池的輸出?!癊nvia終于明白問題是出在了涂層上,”LeVine在書中說道,“但他們一直沒有確定涂層的組分,也不清楚為什么涂層能夠解決問題。”但Envia只是一家創(chuàng)業(yè)公司,限于資金壓力,他們沒有設(shè)備來搞清楚這一點(diǎn)。之后大家都知道了,GM提出Envia的實(shí)驗(yàn)結(jié)果無法復(fù)現(xiàn),那么涂層問題再次成為關(guān)鍵:材料組分上的細(xì)微變化足以造成性能上的天差地別。戲劇性的是,Envia振奮人心的材料突破,其實(shí)得益于不靠譜的供應(yīng)商導(dǎo)致的原料污染。都說失敗是成功他老娘,話糙理不糙,可成功總覺著自己是孤兒,這事兒就變得不那么勵(lì)志了。

[責(zé)任編輯:趙卓然]

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