電池知識
鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
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鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
從天冷自動關機的iPhone到深陷爆炸門的三星，手機中小小的鋰離子電池帶給我們許多煩惱。鋰離子電池的技術升級能否更快一些？麻省理工學院材料科學與工程學系教授唐納德·薩多維（DonaldSadoway）近日在《麻省理工科技評論》和DeepTech深科技主辦的全球新興技術峰會上直白地指出問題所在：研發沒人買單。
技術沖破是需要錢的。我們能指望誰呢？即使是像蘋果這樣的巨頭，目前也沒在研發自己的電池技術，只是從市場上挑選購買綜合性價比最高的電池。那下一個我們能指望誰？美國政府？但實際上我們最近只看到相關部門的失責，他們沒有在正確的技術方向上投資。薩多維告訴洶涌新聞。
約莫十年前，許多企業家找到薩多維，提出愿為他的電池研究買單：2008年，國際原油價格一度飆升至100美元以上。企業家們終于意識到，化石燃料終有盡頭，但如果沒有有效的儲能設備，太陽能毫無用處。
直到后來油價重新跌破40美元，薩多維又看到了外界投資熱情的回落。不過，這一切不會動搖他對研究方向的判斷早在二十多年前，汽車迷薩多維便預見到電動車行業的發展，從耗電大戶冶金業轉行研究電池。并且，薩多維大膽跳出了鋰離子電池框架，發明了一項目重新定義電池的成果：液態金屬電池，目標指向電網級儲能。
液態金屬電池
薩多維解析道，目前液態金屬電池的壽命很長，損耗率低，即使每天進行一次充放電操作，繼續10年后仍能保有初始容量的99％。
薩多維甚至認為，液態金屬電池可能是永生的。液態金屬電池結構遠較鋰離子電池簡單，三層液態材料密封在堅固外殼中。即使外殼逐漸腐蝕，里面的液態材料可以被非常便捷地提取出來，重新利用。從這個角度而言，液態金屬電池可能重新定義了電池回收。事實上，薩多維本人對回收有著神奇的沉思。
電動車電池的回收一直是外界關注的焦點。但薩多維卻認為，人們大多時候對回收過于狂熱，凡事都想要回收，也是一種誤區。回收的本質是性價比，絕不能為了回收而回收。
以鋁為例。雖然可樂罐的鋁包裝很容易回收，但沒人會用回收的鋁造飛機。我們回收鋁難道是因為鋁不夠用了嗎？鋁是地殼中第三豐富的元素！只是飛機對鋁的純度要求很高，去除回收鋁中的雜質，成本就比買新的鋁高了。我們要從經濟效益的角度看問題。他說。
對于鋰離子電池的回收，薩多維也并不看好。理論上，鋰離子電池中的成分可以回收，但其結構過于復雜，回收成本過高。因此，與其糾結要怎么樣回收鋰離子電池這個問題，倒不如開發結構更簡單、更易回收的電池。
預期兩年內交付產品
2011年，薩多維的液態金屬電池公司Ambri開張，獲得了包括比爾·蓋茨在內的企業家投資。薩多維預期，首個商業化產品會在2020年前交付客戶。
商業化進程中要克服哪些問題？薩多維團隊最先造出的是容量惟有1瓦時的元胞電池，他們稱之為小酒杯。而商業化的液態金屬電池產品，設計儲電量1000千瓦時，功率350千瓦，體積18立方米，總重量15噸，支持1000伏直流電。
由于加工工藝流程中可能會出現一些問題，薩多維需要把可靠性提高到6西格瑪，也即一百萬個部件里容錯一個缺陷，遠超試驗室標準的千分之一。
目前，電池已穩定安全地探測運行了4年，即使遭遇火災也安然無恙。但薩多維希望它的壽命能達到二三十年。
薩多維解析了兩家有意向的客戶，都是電網上的孤島：夏威夷和曼哈頓。由于夏威夷島上沒有可供發電的自然資源，長期進口柴油燃燒，曾是全美電費最貴的地方。如今夏威夷正在大力發展太陽能發電，儲能問題亟待處理。
曼哈頓島上則有大量金融機構和數據機構的服務器，耗電量巨大，但電力均由紐約主城區輸配過來。如果要在用電高峰滿足曼哈頓島的電力需求，電網可能過熱崩潰。目前的一個替代方案是在哈德遜河底新修一條輸配電通道，但成本高昂。液態金屬電池，或許可以提供可行的儲能方案，有效調節用電峰谷。
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