現(xiàn)在從通訊發(fā)展到動(dòng)力車(chē),每一個(gè)電池或者每一臺(tái)車(chē)的使用量是以幾十度為單位的,和早期我們手機(jī)里面用的這個(gè)電池的量完全不同。再接下來(lái)這種儲(chǔ)能應(yīng)用就發(fā)展到了兆瓦級(jí),甚至是上百兆瓦級(jí)。最大的不同就是,通常我們是有一個(gè)技術(shù)、有了一個(gè)電池,再找它的應(yīng)用,是用在車(chē)上還是用在儲(chǔ)能。
往往實(shí)際上當(dāng)儲(chǔ)能要用電池這件事情出現(xiàn)了以后,也讓我們來(lái)重新思考,就是說(shuō)不同的技術(shù)適合于各種各樣不同的儲(chǔ)能,應(yīng)用方式、場(chǎng)景也各不相同。
儲(chǔ)能里面還有細(xì)分的不同的應(yīng)用場(chǎng)景,就是哪一類(lèi)的電池是更適合于不同場(chǎng)景的儲(chǔ)能應(yīng)用,這是另外一種思維,不是說(shuō)我有了一種技術(shù)怎么來(lái)用,而是說(shuō)有了這樣的使用之后應(yīng)該怎么去設(shè)計(jì)這個(gè)電池。
先從鋰離子電池開(kāi)始,所以還是先從鋰電池說(shuō)這個(gè)事。鋰離子電池已經(jīng)是收獲了非常大的商業(yè)成功了,過(guò)去20多年,去年的產(chǎn)值是300億美元的規(guī)模,不同的應(yīng)用加起來(lái)300億美元。
鋰離子電池還要繼續(xù)發(fā)展,要解決比如說(shuō)在動(dòng)力電池上能量密度的問(wèn)題,要充電快,要提高功率,還要解決安全性。每一個(gè)這種課題,或者每一個(gè)這種性能都要有一些相應(yīng)的不同的手段。但這個(gè)問(wèn)題就是說(shuō)你要想實(shí)現(xiàn)現(xiàn)在單位成本,這個(gè)度電成本的下降,需要提高能量密度。
但是提高能量密度以后循環(huán)壽命會(huì)降低,同時(shí)安全隱患也許會(huì)加大。這個(gè)里面就是說(shuō)這些個(gè)特性要同時(shí)實(shí)現(xiàn),這個(gè)很具有挑戰(zhàn)。今天上午在另外一個(gè)會(huì)議室,河南電科院的一位老師講的非常好,是有關(guān)鋰離子電池的梯次利用。
我們聽(tīng)上去就是說(shuō)隨著這個(gè)電池規(guī)模的越來(lái)越大,要從我們說(shuō)的這個(gè)車(chē)用電池如果再擴(kuò)展到儲(chǔ)能用的電池的話(huà),這個(gè)電池的規(guī)模越來(lái)越多,未來(lái)肯定你要對(duì)環(huán)境負(fù)責(zé),環(huán)保也好還是這個(gè)可持續(xù)性也好,這個(gè)電池用過(guò)了以后怎么辦?這個(gè)可能是一開(kāi)始就需要考慮的問(wèn)題。鋰電池廠(chǎng)商梯次運(yùn)用有很多復(fù)雜的因素,就是在安全的環(huán)境下怎么能夠有效的、有價(jià)值的回收鋰離子電池還是一個(gè)很大的難題。
我們這里所提供的一個(gè)方案,應(yīng)該說(shuō)是方案之一,就是這次我要介紹的水系離子電池,也俗稱(chēng)為鹽水電池。最大的區(qū)別就是把易燃易爆的電解液從有機(jī)項(xiàng)改成鹽水。最前面的這個(gè)能量密度和功率密度通過(guò)這種鹽水電池,簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是犧牲了這兩個(gè)特性,你要在一個(gè)電池里面把剛才這些特性全部做到的話(huà)非常具有挑戰(zhàn)。
就是說(shuō)基于儲(chǔ)能這么一個(gè)特殊的應(yīng)用,就是說(shuō)不用搬著這個(gè)電池跑來(lái)跑去,我先把這個(gè)能量密度和功率密度如果說(shuō)是用于太陽(yáng)能這種光伏的運(yùn)用,應(yīng)該說(shuō)這個(gè)功率密度也不是非常重要,如果把這兩個(gè)東西暫時(shí)犧牲一下,我比較極致的來(lái)追求安全性、循環(huán)、成本以及可持續(xù)性,就是所謂的回收利用,在材料的選擇上選擇非常低的成本,在工藝上也在一個(gè)比較開(kāi)放的環(huán)境里面,可以低成本的生產(chǎn)。
最后就是我們希望這些材料有它的回收價(jià)值,就是收回來(lái)還可以用,它有價(jià)值,不是說(shuō)要花很多錢(qián)、很多成本去回收。就是說(shuō)在早期的設(shè)計(jì)上就做到回收起來(lái)非常容易。
這個(gè)水系離子電池也不是憑空冒出來(lái)的一個(gè)東西,也有電池網(wǎng)長(zhǎng)期研發(fā)的歷史,最早可以追溯到1994年。這個(gè)研發(fā)從那個(gè)時(shí)候開(kāi)始就持續(xù)不斷,一直到最近為止都有這個(gè)水系離子電池的研發(fā),但是這個(gè)產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程比較滯后。
接下來(lái)是在美國(guó)的CMU,這個(gè)大學(xué)的教授也發(fā)了專(zhuān)利,在中國(guó)和美國(guó)都申請(qǐng)了專(zhuān)利。這個(gè)大學(xué)的教授得到了比爾蓋茨和KPCB著名的風(fēng)投投資,并在美國(guó)進(jìn)行了水系電池的產(chǎn)業(yè)化。