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未來屬于液態(tài)鋰電池?

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2020年09月14日  

身材高挑,面龐英俊,西裝筆挺,酷愛跑車。不論坐立,總是風(fēng)度翩翩。這位形象氣質(zhì)、性格愛好如同老版007特工一樣的美國老帥哥DonaldSadoway,其真實的身份是美國麻省理工學(xué)院(MIT)講席教授,一位在科技界如同搖滾明星一樣的頂 級材料化學(xué)家。


雖然現(xiàn)在是美國人,DonaldSadoway卻出生在加拿大,而且從小學(xué)到博士的學(xué)習(xí),都是在多倫多完成的。1977年,一紙北約博士后獎學(xué)金通知書,改變了這個新晉多倫多大學(xué)化學(xué)冶金博士的命運。次年,他進(jìn)入美國麻省理工學(xué)院,一路做到講席教授。


如今的Sadoway是世界知名的材料化學(xué)、熔鹽物理化學(xué)、電化學(xué)專家,在貴重金屬提煉、液態(tài)金屬電池、鋰離子電池、電化學(xué)傳感器、半導(dǎo)體和超導(dǎo)裝置方面有很深造詣。擁有十余項專利,曾發(fā)表過100余篇頂 級論文,在世界著名大學(xué)、學(xué)會和企業(yè)中獲得過多項獎勵和榮譽。而正是MIT,成就了他最為人稱道的江湖身份:液態(tài)金屬電池之父、電網(wǎng)儲能領(lǐng)域泰斗級別的人物。


早年的Sadoway一直致力于研究更加環(huán)保的金屬提煉方法,并頗有建樹。而讓他轉(zhuǎn)型做電池研究的原因,是他的一項愛好:同007一樣,Sadoway酷愛汽車,尤其是跑車。至今,他的電腦桌面仍然是前幾年賣掉的心愛的跑車的照片。


20多年前,一次機會讓他試駕了最早的一批包括福特Ecostar在內(nèi)的電動汽車。這位資深車迷及頂 級科學(xué)家敏銳地意識到,電動汽車才是汽車的未來。


然而,電動汽車有一個致命的短板:續(xù)航里程太短了。這個問題直到今天都沒有得到解決。于是,他果斷地把研究重點從金屬提煉轉(zhuǎn)向電池領(lǐng)域,并最終完成了對電池這個古老的技術(shù)的重新定義。


1992年即量產(chǎn)的電動汽車福特Ecostar與2017年推向市場的TeslaModel3。前者續(xù)航約150公里,25年后,后者也只提高到了350公里,依然遠(yuǎn)低于汽油車的續(xù)航里程。


他研究出了一種固體聚合物電極,并把這種材料用在了一種叫做"sLimcell"的全新鋰離子電池上,讓同樣重量的鋰電池可以提供兩倍的電力--即將電池的"能量密度"提高了兩倍,顛覆了已經(jīng)沉寂20年的鋰電池技術(shù),獲得了包括美國R&D100獎和美國能源部清潔能源獎在內(nèi)的一系列知名的科技創(chuàng)新獎項。


Sadoway轉(zhuǎn)型電池研究二十多年后的今天,電動車行業(yè)已經(jīng)風(fēng)起云涌,多家傳統(tǒng)車企也宣布了內(nèi)燃機汽車的停產(chǎn)時間,在科學(xué)研究領(lǐng)域,新型電池成為了炙手可熱的顯學(xué),而Sadoway在二十多年前就預(yù)見了這一切。


之后,他把目標(biāo)聚焦到了更重要的電網(wǎng)級儲能電池上。


眾所周知,近年來突飛猛進(jìn)的太陽能、風(fēng)能等清潔電力十分不穩(wěn)定、不可控,火力發(fā)電這種污染但穩(wěn)定的發(fā)電方式仍然是中國、美國、印度等碳排放大國無法避免的選擇。


一方面存在大規(guī)模的棄光、棄風(fēng),一方面燃煤燃?xì)饧觿∪驓夂蜃兣adoway認(rèn)為,如果人類未來想擺脫化石燃料,必須在現(xiàn)有的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)中加入關(guān)鍵的一環(huán):儲能,讓發(fā)出的不穩(wěn)定的電力首先被儲存起來,等到需要使用的時候再釋放,而不是直接接入電網(wǎng)。


然而,受限于能量密度、價格等眾多因素,Sadoway堅信,常規(guī)的鋰電池不能也不可能成為電網(wǎng)級儲能的選擇。2009年,Sadoway成功發(fā)明出一種全新的電池:液態(tài)金屬電池。


與傳統(tǒng)的任何一種電池不同,他用熔融的鹽和兩種密度不同的液態(tài)金屬構(gòu)成了電池的基本結(jié)構(gòu)。這種廉價、高效的全新電池在各方面都有著極大的優(yōu)勢,讓人們看到了電池作為電網(wǎng)級儲能的曙光。這項技術(shù)于2009年獲評麻省理工科技評論十大突破技術(shù)。


基于此,Sadoway和他的學(xué)生合伙成立了生產(chǎn)液態(tài)金屬電池的公司Ambri,獲得了包括比爾·蓋茨在內(nèi)的眾多投資人的青睞,并有望在明年將這一顛覆性技術(shù)投向市場,先期實現(xiàn)500kWh的商業(yè)化目標(biāo)。


未來屬于鋰電池?液態(tài)金屬電池?還是其它的什么?


液態(tài)金屬電池雖然無法裝進(jìn)汽車,以滿足Sadoway研究電池技術(shù)最初的愿望,但卻有可能讓地球擺脫化石燃料,擁有非凡的意義。


不過,一大批媒體和金融機構(gòu)認(rèn)為,傳統(tǒng)鋰電池的價格將進(jìn)一步下降,直到成為電網(wǎng)級儲能的唯一主力。針對資本市場的這一種聲音,Sadoway認(rèn)為"不現(xiàn)實":一些媒體僅憑鋰電池的學(xué)習(xí)率19%來進(jìn)行預(yù)測,沒有科學(xué)依據(jù),且這個預(yù)測結(jié)果顯示鋰電池的成本竟會低于原材料的價格,根本不可能。


此外,儲能系統(tǒng)也不能簡單用"每千瓦時電力的價格"來衡量,更有說服力的指標(biāo)應(yīng)該是"每千瓦時每循環(huán)的價格",這個數(shù)字可以反映整個系統(tǒng)的壽命成本。因為每個手機用戶都知道,鋰電池失效很快,所以,Sadoway相信,損耗更慢的液態(tài)金屬電池才是這一問題的正解。


人類能源的未來究竟會何去何從?也許沒有人知道確切的答案。但從事這個領(lǐng)域多年、成果頂 尖的Sadoway,絕對比任何人都更有發(fā)言權(quán)。


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