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
經過40年的研究，美籍科學家約翰古迪納夫（JohnB.Goodenough）在鋰電池范疇的貢獻終于獲得了諾貝爾化學獎的認可。
與其共同站上2019年諾貝爾化學獎舞臺的，還有英籍科學家斯坦利威廷漢（StanleyWhittingham）和日籍科學家吉野彰（AkiraYoshino）。
三位科學家在鋰電池范疇的貢獻，讓便攜的手機、筆記本電腦成為可能，更成為正在開啟的智能汽車時代的原始密碼。
如今，他們在鋰電池范疇的研究已經被廣泛使用在汽車商業范疇，成績了不少公司家的商業夢想。《2019LEXUS雷克薩斯胡潤百富榜》榜單顯示，繼去年7位寧德時代股東登上百富榜后，今年來自杭可科技的曹驥、曹政父子以及容百控股的白厚善也相繼登上榜單。
從試驗室到商業使用，鋰電池正在顛覆式地改變當前被認為理所應該的技術，改變當前能源結構進而改變人類的生活方式。
而這項以"留下一個更清潔、更美妙世界"的初心而研發的鋰電池研究，其市場化的使用和發展是不是如約翰古迪納夫的姓一樣"足夠好"呢？
新能源劇透鋰電池發展
先來看資本市場的反映。2019年諾貝爾化學獎花落鋰電池研究的消息一經公布后，包括電池制造商寧德時代、比亞迪、億緯鋰能等在內的電池制造商、鋰礦代表公司天齊鋰業、正極材料代表公司杉杉股份、負極材料代表公司諾德股份、電解液代表公司多氟多等鋰電池產業鏈上下游公司股價均呈現出不同程度的上漲。
這意味著，逐利的資本市場已經嗅到了獲得諾貝爾獎認可的鋰電池產業巨大的商機，并迅速做出反應。
事實上，鋰電池是決定當前新能源發展特別是純電動鋰電池廠家汽車發展的緊要一環。在全球新能源發展的大潮之下，鋰電池作為其中的關鍵自然被釋放出極大的發展空間。
汽車新四化浪潮的沖擊之下，各國政府為新能源汽車市場的發展規劃了長遠的發展計劃和宏大的發展目標。
我國站在汽車新四化的風暴眼中，自然將更多的財力物力傾注在新能源的發展之上。依據我國制造2025的規劃，到2020年，自主品牌純電動和插電式新能源汽車年銷量沖破100萬輛，在國內市場占70鋰電池%以上；到2025年，與國際先進水平同步的新能源汽車年銷量300萬輛，在國內市場占80%以上。
這意味著，鋰電池產業將依附新能源汽車產業的勢好的發展前景而有巨大的發展空間。從當前的情況來看，新能源汽車鋰電池市場已經呈現出這種趨勢。
據中商產業研究所數據，2018年我國鋰電池市場產量同比增長26.71%，達到102GWh，我國在全球產量占比達到54.03%，其中動力鋰離子電池產量占比65%。
預計2019年全國鋰電池產量將達到141GWh，產值規模1800億元。其中動力鋰電池這塊，受益于新能源車的快速發展，動力鋰離子電池產量將超100GWh。而高工產研鋰電研究所（GGII）I則預計到2022年我國汽車動力鋰電池產量將達到215GWh，同比2017年增長3.8倍。
鋰電池行業現如今的規模已經非常龐大，隨著新能源電動車的爆發增長，鋰電池將對原有鉛電池的加快替代，將來鋰電池市場將持續爆發，將來幾年行業規模也將達萬億級別。
安全問題成攔路虎
新能源汽車行業大勢的助推為鋰電池產業的將來的發展供應了充分的想象力。然而，即便是"足夠好"團隊經過將近半個世紀的研究，仍舊沒能完全規避的是鋰電池"天生"的安全隱患。這更成為當前鋰電池發展最大的攔路虎。
1976年，埃克森美孚申請了鋰電池發明專利。它比其他電池更能儲電，但也有一個致命的缺陷容易起火爆炸。而足夠好團隊關于鋰電池四十年來的研究，也仍舊沒有完全消除這鋰電池容易起火爆炸的本質性缺陷。
鈷酸鋰、磷酸鐵鋰等研究成果的出現，均是古德納夫在尋求處理鋰電池安全問題的產物。這些新型材料的出現，雖然很大程度上處理了鋰電池誕生之初存在的"枝晶"安全隱患，但卻不能完全避免這一問題。
在試驗室中，安全問題的發生只意味著試驗的失敗概率，但在實際生活中，特別是鋰電池在汽車上的使用，一旦發生安全問題則是涉及生命的大事。因而在安全問題上，誰也不能掉以輕心。
從新能源汽車市場化使用以來，自燃起火仿佛成為了"永恒"的話題。2015年，蟹島的一場大火，將處于補貼狂歡中的我國新能源市場拉回了實際，緊接著，以特斯拉自燃起火為代表的新能源安全事件在汽車圈不斷發酵，為新能源鉅大鋰電汽車銷量劇增的繁榮景象蒙上了一層揮之不去的陰影。
市場表現出的疑慮和擔心，受到政府部門的高度重視。全國政協副主席、我國科學技術協會主席萬鋼曾表示："我們要清醒地認識到，我國新能源汽車正處在培育期向成長期轉變的關鍵時期。保障新能源汽車的安全運行，杜絕重大的事故，是新能源汽車產業發展的緊要任務，也是事關新能源汽車產業發展全局的生命線。"
不過，要指出的是，當前新能源汽車政策仍舊表現出對高續航里程的嚴苛要求，在鋰電池續航里程和安全性這一矛盾中，市場會做出如何的選擇？鋰電池將來的發展前景是不是"足夠好"呢？
固態電池或成解題密碼
在能源結構轉型不可逆的大前提下，鋰電池的發展藍圖自然有著足夠的想象空間。至于安全問題的處理，關鍵在于技術是不是沖破。
事實上，古德納夫團隊對鋰電池研究的本質在于，尋找到一種安全的材料。在90歲那年，古迪納夫萌生了一個新的構想：全固態電池。這被認為是鋰電池的優化處理方案。
資料顯示，相比于現階段的液態電池，全固態電池的優點極其分明，尤其是在安全層面上，液態鋰電池于過度快充時會萌生"枝晶"，刺穿內部隔膜引發電池短路而起火爆炸的危險。而理論上，固態鋰電池則可避免此危險發生。
而在工作原理上，其固態的電解質具有的密度以及結構，可以讓更多帶電離子集中在一端，傳導更大的電流，進而提升電池容量和能量密度。
如今，固態電池的研究已經是一種全球的趨勢。依據不完全統計，全球范圍內約有50多家制造公司、初創公司和高校科研院所致力于固態電池技術。包括日本的豐田、日產、松下，我國的寧德時代珈偉股份、贛鋒鋰業等紛紛加入固態電池戰隊。
不過，距離固態電池商業化落地仍舊有一段距離。大眾汽車集團管理董事會主席迪斯在接受汽車頭條APP采訪時明確表示，關于全固態電池量產或工業化加工的規劃將在2023年至2024年間執行。
而豐田的計劃是，到2025年豐田旗下所有車型，包括雷克薩斯車型全部都要完成新能源化的目標下。因而，豐田汽車執行副總裁，研發主管寺師茂樹曾公開表示，研發新型固態電池的節奏要逐步加快，并預計將于2020年的夏季奧運會到來之前正式推出市鋰電池場。
可以看到，鋰電池的安全問題已經成為"眾矢之的"，新能源產業鏈上下均在積極尋求著新的處理方式。
或許，在處理鋰電池安全問題之際，便是鋰電池發展真正"足夠好"之時。而這一天將在什么時候到來？要看鋰電池產業鏈上下要怎么樣緊密合作，共同推進了。
ENE-FARM項目是一種家用熱電共生系統，該系統從天然氣中提取氫氣，將氫氣注入燃料電池中進行發電。同時，利用發電時萌生的熱能，來供應暖氣和熱水，因而，整體能源效率將近9成。
雖然目前全日本已經有超過十萬的家庭在使用ENE-FARM，但是氫燃料電池產品價格昂貴，且加工成本極難降低。所以，要依賴日本政府補貼才能得以推廣。
不同于太陽能電池和風力發電，燃料電池在穩定性和清潔性方面，均有潛在優點，它能夠365天24小時不間斷地供應清潔且穩定的電力。
同時，燃料電池也極適用于像日本這樣地震頻發的國家，它能在災后保證電力的充分供應。
然而，家用燃料電池較高的價格，是妨礙其普及程度的緊要因素。
面對更加清潔節能且抗災能力強的家用燃料電池，日本政府正加速其在民用市場的普及，并提出在2030年前，累計導入530萬臺ENE-FARM的目標。
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