如果改变了电池中的某一部分比如引进一个新电极,所带来的的问题是难以预见的。有些问题甚至需要几年时间才能检测到。当年,为了达到投资者和ARPA-E的期望,Envia不是融合了一种电极材料而是两种实验性的电极材料进行研发。(其实,Envia还是蛮拼的,只不过,事情的结果就这样罢了)在2006年,Envia授权阿贡国家实验室ANL的研究人员研发一种很有前景的电池材料,但是,一个严重的问题出现了:随着时间的推移,电池的电压改变后,它就无法使用了。尽管ANL的研究人员深入研究这个问题,但原因仍无法无法得知。除了这个,Envia还面临一个挑战:基于硅的电池电极问题。研究人员看似解决了这个问题:提出一套无法在实际中操作的解决方案。这让Envia的研究人员们感到十分奔溃。
但是随着时间的推移,以上这些大大小小的问题都差不多解决的时候,Envia发现,电池中复合材料的微小变化都会改变整个电池的性能。当然,Envia认为最终不能实现惊人效果的结果,是因为他们的电池材料供应商中有某些污染材料。当然,这个污染来自哪里是什么,似乎也没有人知道。
其实,Envia的故事很鲜明告诉大家,电池的进展包括性能与成本,不是来自突破性技术,而是来自像特斯拉与其电池供应商松下的密切合作关系。自从08年以来,特斯拉的电池成本降低一半,电容量增加60%。特斯拉并没有刻意去改变电池的化学或者材料,而是提高制造效率和改进生产。还与松下一起根据汽车的需求进行适当的电池优化。
虽然很难想象特斯拉在锂离子电池上进行微调整获得持续性的发展,因为锂离子电池的进步空间并不十分“宽敞”。或许到最终需要像Envia这样彻底整改,才能获取电池的跨越性进步。不过,至少Envia告诉我们,提高电池性能必须要密切结合制造业和工程技术,要生产实际使用的产品。
虽然以上内容看似在回顾Envia的历史,但是这也是电池发展的一个缩影。近二十多年来,科技飞速发展。计算机从电子管元件时代演变成今天的超大规模集成电路,往日笨拙巨大的计算机如今小到能装进我们的口袋中。而电池,更像一个后进生,迟迟不能跟上发展的步伐。或许也正是以上这些原因造成现在的局面。(本文来源:雷锋网作者:橙太白)
三、手机电池貌似提高很快,动力电池呢?
消费级市场(笔记本、手机、MP3等)作为锂离子电池(下称锂电池)最早的“东家”,为锂电池的推广做出了巨大的贡献。今天,智能手机大行其道,电池再一次成为了制约智能手机发展的关键因素之一。这与如今的新能源汽车市场有几分相似。
对于电池能量密度的描述,一般有质量比能量和体积比能量两种说法。所谓质量比能量,就是每kg电池所携带的能量的多少,比如动力电池市场,多是以质量比能量去描述的。所谓体积比能量,一般指电池单位体积下所承载的能量的数量。目前主流手机电池的容量在2000~3000mAH,这样的容量的电池,其质量往往只有几十克,所以在移动消费级市场中,更关心的是电池的比体积能量。
日前,金立发布了一款名为M5的新手机,该手机具有超长续航功能。金立认为,手机续航,是国人使用智能手机的第一痛点,也是国民痛点。虽然在这个痛点上存在着一些争议,但是我们还来看看这款手机的电池吧。电池容量高达6020mAH,电池由两块3010mAH的电芯并联组成,能量密度达到650Wh/L左右。
从1991年,索尼发布了锂离子电池之后,至今的20多年时间里,锂离子的从本质上并没有什么变化。但尽管如此,也并非毫无创新,现在的锂离子电池,无论是效率还是容量,相比之前都有很大的提高,这是如何实现的呢?