天天观热点:干掉锂电,锌电欲异军突起
向可再生能源过渡需要全球生产的电池数量远远大于目前的数量级。现有技术将无法完成这项任务。铅酸电池使用寿命短,不适用于需要数十年应用的场合。尽管锂离子电池目前正在解决这个问题,但其所依赖的原材料太稀缺,无法实现全球变暖现实所要求的广泛而迅速的转变。锌离子电池,或许是一个真正的解决方案。
新任美国总统拜登设定的目标是到2035年实现电网完全脱碳,锂电池仍是当今最受欢迎的电池存储选择。面对全球缺锂,几乎每一块锂电池都要用在有重量要求的汽车里,谁能干掉标准锂电池技术,占领储能行业的半壁江山?想和锂电抢生意的技术还真不少,不过都在酝酿之中,不是技术本身存在问题,就是量产可行性有待论证,因此真正能与锂电池技术抗衡的又是凤毛麟角了。
(资料图片)
近来,一种不用锂材料而使用锌材料,且能够基本上使用标准锂电池工艺设备的技术浮出水面,让人们对其前景高看了一眼。研发者对其前景充满信心,言之凿凿地要以此开创出一片储能新天地。
图:Salient Energy首席技术官Brian Adams展示锌离子电池
锂电仍是能量密度之王
不言而喻,锂电池控制着全球90%以上的电网电池存储市场,锂电池已成为应对气候变化的重要技术,也是持续改进电动汽车(EV)和可再生能量储存装置的关键技术。
然而,锂电池的供应链正受到制约。分析师预计,未来十年锂会出现短缺。原材料产量不足以满足这上述市场的迫切需求,通过对技术采用的预测和矿商的投资进行比较,可以看出锂离子电池的供应链很快就会受到很大限制。随着世界各国政府加快向电动汽车和可再生能源过渡的立法,这种短缺将变得更加严重。因此,市场迫切需要新的电池技术来解决锂短缺问题。
锂在元素周期表上的地位几乎奠定了其能量密度之王的地位。一方面,锂在可再生能量储存方面使用寿命成本很低,优势显而易见;另一方面,电动汽车对轻型电池的需求意味着锂不太可能被取代。不过,锂电池的安全风险使得它不适合在人们的家庭和企业中放置大量电池组的市场,特别是在一些消防条例禁止使用锂电池的地方。为此,非锂电池在可再生能源储能方面取得成功的可能性要大得多。接下来的问题是,什么技术能够在能量储存方面击败锂电池,同时能够以气候变化所要求的速度进行扩展?
过去几十年里,许多研究机构和公司都试图制造新的储能电池,但没有人真正成功。即使是那些已经走出实验室的技术,锂电池制造成本的快速下降也令其黯然失色。
锂电池自有其特殊性
我们先看看锂电池是如何制造的。锂电池被称为插层(intercalation)电池,相同的锂离子在阳极和阴极都发生反应,并通过液体电解质在两者之间流动。当电池放电时,石墨阳极在阴极吸收锂离子的同时向电解液中释放锂离子;充电时过程相反。
重要的是,电解液不需要储存大量离子,它只需要充当电极之间的导管。大多数其他电池化学不使用插层,而是取决于每个电极与电解液的反应。这意味着它们通常需要大量的电解质来储存反应物。锂电池只需要极少量的电解液,因此非常紧凑。
锂电池的另一个关键特性是它能够在少量材料中储存大量能量。这意味着锂离子电极可以用相对较薄的活性材料涂层(即每个电极上发生反应的材料)制成,电极总厚度小于0.1毫米。这与铅酸电池形成了对比,铅酸电池的电极有好几毫米厚。在大功率应用中,使用薄涂层可以获得更高的能源效率和更好的性能。
低电解液体积和薄电极这两个特性的结合推动了锂电池的制造过程。电极是通过在薄金属基底上涂上薄涂层制成的。这些薄涂层允许在连续的卷到卷生产过程中相当快速地涂敷和在线干燥。
隔膜可以做得很薄,因为它不需要储存多余的电解液,在电极(通常)缠绕在一起并放入电池槽之前,将其放置在电极之间。电解液在被密封之前注入电池,并被送去进行初始循环。这是一个精心控制的循环,名为“形成循环”,会在电芯内引起反应,从而保证其寿命。
锂离子电池制造需要一种新的化学,即必须能够在两个电极的少量活性物质中储存大量能量。没有这一点,薄锂离子型电极与支撑它所需的金属基板和隔膜相比,产生的能量就会很量。这些非活性成分的成本相当可观,约占锂电池材料成本的三分之一。除非电池化学能在少量材料中储存类似的大量能量,否则非活性成分的成本将令使用薄锂离子型电极变得无法实现。
第二个要求是使用少量电解液的能力。电解液量大就要求使用较厚的隔膜,并限制了在给定尺寸的电池容器中可以存储的能量。虽然这对成本的影响不如活性材料能量密度那么明显,但它仍然是一个重要的考虑因素。
满足上述要求的电池化学制品很少,在满足市场要求的成本和性能要求的同时满足这些要求的就更少。
对标锂电池的新突破
不管是什么技术,大家都在对标市场上最流行的锂电池,能够满足其所有要求,才能有更大的发展潜力。
加拿大初创能源公司Salient Energy的首席执行官Ryan Brown表示,全球对锂电池的依赖以及锂电池关键金属的相对稀缺将使能源转型面临风险,除非能以千兆规模生产更廉价的替代品。而他的公司正在开发的锌离子电池将比锂电池更便宜、更安全、更耐用,而且生产设备与近年来推动锂电池价格大幅下降的制造设备相同。
图:Ryan Brown
这位28岁的企业家说:“我们必须重建整个世界的电网,使其与可再生能源兼容。我们必须将世界电网的规模扩大一倍或三倍,以实现电动汽车和(绿色)氢能源。想想所需电池的数量吧,锂电池无法满足。我说的全球缺锂,意思是每一块锂电池都将用于汽车。因为那才是需要低重量的地方。”
他补充说:“凡是除了汽车的地方,我们都可以使用更重的电池,比如锌离子电池。”这类市场包括住宅、商业和工业储能及船只,在这些市场,重量不是问题,但安全至关重要。
美国想要去锂化
Brown表示:对于西方国家“也存在供应链安全问题。中国不仅锂矿丰富,所有锂加工也都在中国进行,而此时国际关系正变得紧张。从目前情况来看,世界清洁技术的雄心壮志取决于与中国的关系。这似乎是一种风险。”
为了建立一个能够支持强大储能行业的国内供应链,美国需要在电池加工材料和制造电池方面摆脱对中国的依赖。事实上,中国生产了世界上大部分的电池,同时生产了更多的电池材料。为了实现美国两党共同的目标,建立一个强大的国内电池产业,美国试图利用创新超越标准锂电池来建立新的设计,以利用在北美采购的材料。
拜登设定了到2035年实现电网完全脱碳的目标。最近的贸易战凸显了美中长期贸易关系中的风险。疫情大流行进一步表明了依赖全球供应链对关键基础设施构成的风险。除了这两个风险,电池需求的快速增长还没有得到同样快速的采矿和原材料加工投资的满足。多数行业分析师预计,到本世纪中叶,关键锂离子材料将普遍短缺。
新的电池技术可以增强美国的气候野心。为了增强国内电池供应链的能力,拜登政府有可能确定能够达到或超过锂离子电池性能的替代品,同时使用廉价且国内丰富的材料。
锂电池是为高度便携的应用而设计的,非常适合汽车应用,但对于电网所需的固定储能来说,它的价值并不太高。加州州长Gavin Newsom称,将于2035年前禁售新燃油动力汽车和卡车,锂电池对这一目标至关重要。美国几乎没有锂矿开采,将锂加工成电池级化学品也同样受到限制。
图:投资者将7000万美元投资于比尔•盖茨支持的150小时电池初创企业Form Energy,技术没有透露,只是说所有使用的材料都是廉价、丰富和安全的
向可再生能源过渡需要全球生产的电池数量远远大于目前的数量级。现有技术将无法完成这项任务。铅酸电池使用寿命短,不适用于需要数十年应用的场合。尽管锂离子电池目前正在解决这个问题,但其所依赖的原材料太稀缺,无法实现全球变暖现实所要求的广泛而迅速的转变。其他新兴技术在某些关键方面都失败了,比如速度太慢,无法满足功率需求,或者体积太大,无法满足成本要求。
图:加拿大初创企业Zinc8 Energy Storage实验室的混合流(hybrid flow)电池可以使风力或太阳能发电场成为基本负荷,试图改变公用事业规模的储能市场
锌离子电池很可能就是一种很有前途的替代品。锌如此便宜和丰富,通常被用来制造硬币。锌离子电池中使用的另一种材料是锰,同样廉价且丰富。与锂电池所用的材料不同,这两种材料在北美的产量都足以支撑美国的气候需要。由于锌离子电池是水基电池,因此具有完全安全的额外优点,意味着它将能够在锂离子电池采用受到安全限制的市场。这种安全、低成本、持久耐用的锂离子电池替代品可以通过安全的国内供应链轻松构建。另一个好处是在制造工艺方面可以快速且低成本扩展。
相关阅读
-
天天观热点:干掉锂电,锌电欲异军突起
向可再生能源过渡需要全球生产的电池数量远远大于目前的数量级。现... -
每日视点!为什么电子胶黏剂越来越需要...
“在中国,你可以轻易找到绝大部分世界上知名原材料供应商和设备供... -
当前快讯:机器人与智能制造的未来蓝图
本土化企业越来越意识到要开发自主技术和产品,解决国外卡脖子问题... -
天天最新:说好的激光雷达呢?特斯拉“...
Rivian之所以大受欢迎,特别是在美国,首先是其极为讨喜的特殊定位... -
世界热议:瑞能助力第三代半导体“接棒跑...
瑞能半导体认为,如今整个行业的应用正在向高频化和轻薄化发展。行... -
环球微头条丨NVIDIA 助力零售业解决价...
开发者可使用全新NVIDIA零售AI工作流,快速构建防损应用程序。该工...
精彩推送
-
当前快讯:机器人与智能制造的未来蓝图
本土化企业越来越意识到要开发自主技术和产品,解决国外卡脖子问题... -
特斯拉降价引海外热议:这是《孙子兵法...
特斯拉降价引海外热议:这是《孙子兵法》!欲消灭传统车企 -
每日视点!为什么电子胶黏剂越来越需要...
“在中国,你可以轻易找到绝大部分世界上知名原材料供应商和设备供... -
天天最新:说好的激光雷达呢?特斯拉“...
Rivian之所以大受欢迎,特别是在美国,首先是其极为讨喜的特殊定位... -
天天观热点:干掉锂电,锌电欲异军突起
向可再生能源过渡需要全球生产的电池数量远远大于目前的数量级。现... -
世界要闻:2023鹿泉土门关小镇灯会时间...
clearfix{clear:both} focusdesca{text-decoration:none;color: 37A;} focus{widt -
最野性的福特SUV!探险者Timberline亮相...
最野性的福特SUV!探险者Timberline亮相:超帅黑橙配色 -
报道:33.58万起!比亚迪腾势D9成交付最...
33 58万起!比亚迪腾势D9成交付最快破万高端MPV -
领先全国 武汉有望全市开放无人驾驶
领先全国武汉有望全市开放无人驾驶 -
世界热议:瑞能助力第三代半导体“接棒跑...
瑞能半导体认为,如今整个行业的应用正在向高频化和轻薄化发展。行... -
世界短讯!特斯拉海外大降价!老外车主...
特斯拉海外大降价!老外车主气炸请求维权:免费送FSD -
全球播报:春节前最后一次成品油调价来了...
春节前最后一次成品油调价来了!或迎2023年首次降价 -
天天视点!单季利润首超100亿 “宁王”...
单季利润首超100亿“宁王”宁德时代获官媒力挺:刚被经济学任泽平炮轰 -
环球微头条丨NVIDIA 助力零售业解决价...
开发者可使用全新NVIDIA零售AI工作流,快速构建防损应用程序。该工... -
当前简讯:不再是小仪表盘 新款比亚迪秦...
不再是小仪表盘新款比亚迪秦PLUSDM-i曝光:续航猛增至1310km -
美国一车主驾特斯拉“穿墙” 冲进游泳...
美国一车主驾特斯拉“穿墙”冲进游泳池整车被泡 -
中国铁路:兔年也不能带兔子上火车 这...
中国铁路:兔年也不能带兔子上火车这些违禁品一定注意 -
当前快讯:一块生命体征监测手表,可保癫...
想象一下,如果癫痫患者能够预测自己何时有可能发病,就可以提前采... -
已服役15年!新款日产GT-R正式亮相:3.8...
已服役15年!新款日产GT-R正式亮相:3 8T发动机暴力加持 -
世界最新:e络盟达成新分销合作,开售Ga...
Gateworks产品可降低用户的现场故障率,增加正常运行时间,并可降低... -
天天观热点:罗德与施瓦茨率先完成RedCa...
3GPPR17标准规范已经于2022年6月冻结,而RedCap无疑是Rel17非常重要... -
药石科技(300725)1月13日主力资金净卖...
截至2023年1月13日收盘,药石科技(300725)报收于82 14元,上涨0 3... -
一嗨租车率先引入新能源车型 成为双碳...
随着国内出行市场的日趋成熟,出行产业已经成为我国经济新的增长点... -
电子后视镜横空出世,传统后视镜要退出...
你有没有过这样的经历?大晚上在高速上跑车后视镜看不太清,被突然窜... -
每日精选:“蓝兔”邮票黄永玉有多潇洒...
“蓝兔”邮票黄永玉有多潇洒?北京第一辆私家车拥有者93岁开法拉利飙车 -
【世界新要闻】CrowdOut Capital收购全...
总部位于奥斯汀的投资公司CrowdOutCapitalLLC(“CrowdOut”)今天宣... -
环球简讯:【2023新年致辞】艾迈斯欧司朗...
过去的2022年是挑战的一年,全球经济下行压力、地缘冲突、疫情扰动... -
监守自盗!米奇汤姆森轮胎代理商制售假...
监守自盗!米奇汤姆森轮胎代理商制售假胎打假人王海公开打假 -
燃油版“宏光MINIEV”!三菱Delica Min...
燃油版“宏光MINIEV”!三菱DelicaMini首发:配0 66L发动机 -
如何做海外代购生意?做代购需要提前了...
如何做海外代购生意,随着网络时代的到来,网购已经成为一股潮流,... -
【时快讯】电子测量仪表误差源自何处?电...
电子测量仪器、电子测量仪表将是下述内容的主要介绍对象,通过这篇... -
环球热点评!什么是CPCIS检索?该检索工...
什么是CPCIS检索,这是一种综合性的科技会议文献检索刊物,该检索工... -
碳排放交易市场是指什么?全国碳排放交...
碳排放交易市场是什么意思,1、碳排放交易市场是指交易二氧化碳排放... -
砀山奇异香尸是香妃吗?生前是什么身份?
砀山女尸到底是谁阿,砀山奇异香尸并非“香妃”,她是一位一品诰命... -
焦点要闻:电视市场正进入8K时代,8K电...
8K电视具有8K分辨率,8K超高清分辨率(7680×4320)足足比1920×1080... -
二流大学是什么意思?日本二流大学有哪些?
日本的二流大学有哪些请一次分类,二流大学是相对于一流大学而言,... -
环球即时看!白醋蜂蜜应该怎么做?比例...
白醋蜂蜜的比例是多少合适,白醋蜂蜜的比例应该是2:1,蜂蜜多一点,... -
天天快播:美容巾是什么材质?使用方法...
美容巾的使用方法,1、美容巾直接湿水擦洗或稍拧干擦洗即可,切勿拧... -
每日短讯:三月十三是什么日子?离全年...
三月十三是什么日子,3月13日是公历一年中的第72天,闰年第73天,离... -
【环球新视野】注册会计师报名入口在哪...
注册会计师报名网站是哪个,中注协官网注册会计师全国统一考试网上... -
环球快资讯丨一尺等于多少厘米?腰围76...
腰围76厘米是几尺,根据度量换算单位,一米等于三尺,那么一尺则是... -
天天热议:红豆杉杯子应该怎么保养?能直...
红豆杉杯子保养方法是什么,使用前,将杯子放进常温冷水中浸泡五分... -
孙红雷和小沈阳打架事件真相是什么?为...
孙红雷小沈阳打架事件真相, 在网上传闻说由于粉絲的事... -
天天速讯:何所冬暖何所夏凉是什么意思...
何所冬暖何所夏凉是什么意思,1、“何所冬暖何所夏凉”意思是:什么... -
全球速递!魔兽世界外域声望坐骑怎么找...
魔兽世界外域的声望坐骑,塔布羊是冲纳格兰声望,去杀纳格兰的食人... -
天天亮点!如何查看移动充值卡是否能用...
如何查看移动充值卡是否可用,1、进入中国移动官方网站,选择所在的... -
互联网商城有什么好处?对比实体店而言...
互联网商城是什么,互联网商城相当于网络上的大商场,类似于现实世... -
【聚看点】旅行私人行程定制是什么行业...
做旅行私人行程定制有前景吗,旅行私人行程定制是我国近五年来出现... -
一清二白是指什么生肖?在十二生肖中排...
一清二白是什么生肖,一清二白是生肖蛇,因为白娘子和小青都是由蛇... -
三角形围巾怎么戴好看?乞丐结系法怎么系?
三角形的围巾怎么佩戴,1、三角形系法:将三角巾对折成三角形,然后... -
船上没有轮子为什么叫轮船?轮船命名由...
船上没有轮子为什么叫轮船,轮船这个名字不是现在取的,是在很早以... -
【新视野】6G是5G+1G吗? 6G技术的发展...
时代在发展,技术也在不断更新。符合了社会的发展,也顺应了时代的... -
【全球报资讯】最高降近9万 打全球价格...
最高降近9万打全球价格战!特斯拉全系车型美国降价美老车主也学国人... -
世界球精选!近日发现影响数百万辆汽车...
1月8日消息,据报道,有安全专家近日发现了影响数百万辆汽车的安全... -
环球热门:特斯拉车价史上新低! 特斯拉...
刚进入2023年没几天,特斯拉就放出了第一个“王炸”——特斯拉国产... -
微速讯:史上第一颗6GHz CPU!i9-13900KS发布
Intel终于发布了13代酷睿新旗舰,也是史上第一颗达到6GHz频率的微处... -
世界头条:人工智能极大作用鼓舞着我们...
智慧医疗的本质是打通患者与医务人员、医疗机构、医疗设备的关联,... -
未来智慧医疗将会迎来井喷式发展
“智慧医疗”是医疗信息化发展成熟迈入下一阶段的产物,它通过将大... -
当前快报:2022年电池装机量排名:“宁迪...
日前,中汽协发布数据显示,2022年12月,我国动力电池装车量36 1GW... -
今日精选:大手笔!蔚来官宣:春节高速...
大手笔!蔚来官宣:春节高速路换电全免费、不限次数 -
世界速看:5G时代的到来更加速了智慧医...
全民健康一直是国家不懈追求的目标,更是所有人的期待。为了实现这... -
环球热资讯!智慧交通|智慧出行数据丈量...
基于对网约车业务的深耕,出行公司的海量数据和技术也开始为交通带... -
锐龙7040HS系列诞生的RDNA3 GPU架构,...
2022年5月23日,基于5nmZen4架构的AMD锐龙7000“Raphael”系列台式... -
配备电子墨水屏+OLED的双屏笔记本双屏笔...
1月6日上午消息,2023国际消费电子展(简称CES)在拉斯维加斯拉开帷幕... -
用5G技术助力我国制造业数字化升级!
随着5G技术的进一步发展和普及,5G将越来越多的应用到普通人的生活... -
天天动态:e平台3.0发力 比亚迪ATTO 3...
e平台3 0发力比亚迪ATTO3限量款 海豹亮相印度:比国内贵好多万 -
CES展成秀肌肉的绝佳舞台,法拉第的未来...
法拉第未来(FaradayFuture,简称FF),是一家全球化互联网智能出行企... -
热点评!HarmonyOS智能座舱是怎样炼成的...
HarmonyOS智能座舱是怎样炼成的?华为官方揭秘软件开发标准 -
2022年动力电池装车量排名:“宁迪”双...
2022年动力电池装车量排名:“宁迪”双王吃下超7成市场 -
25万的车能省2万多!国家税务总局:2022...
25万的车能省2万多!国家税务总局:2022年免征新能源购置税879亿元 -
当前头条:犀牛宝网贷逾期34年延迟还款...
网贷逾期一般会上征信,有些借贷机构在用户逾期后一天后就会上报给征... -
12月轿车销量排名出炉:传统“豪强”反...
12月轿车销量排名出炉:传统“豪强”反攻、比亚迪也挡不住? -
热议:数字人民币全新功能上线:无电无...
继上次新增发红包的功能之后,数字人民币新功能又来了,这次是无电... -
世界快资讯丨超大范围降雪来袭:全国多...
超大范围降雪来袭:全国多地上百条高速局部路段公路封闭 -
环球热门:EQ成为奔驰最短命车系
EQ成为奔驰最短命车系 -
前沿资讯!上次涨的又跌回去了!国内油价...
上次涨的又跌回去了!国内油价四天后调整:预计每升降0 18元 -
当前视讯!苹果汽车最新爆料:售价60万...
苹果汽车最新爆料:售价60万左右生产和iPhone一样 -
天天即时:知难而进全面推进智能网联汽...
智能网联汽车技术是中国汽车产业的新机遇。掌握命运的关键,就是拥... -
全面提升道路交通安全支撑智能网联汽车...
智能汽车的技术进步将逐渐开启交通运输业的新趋势,智能网联企业的... -
苹果电脑怎么卸载软件?如何在mac电脑里...
前往应用程序在Apple主界面的左上角,选择前往中的应用程序。选择移... -
怎么禁用笔记本键盘触摸板?怎么禁用笔...
windows键 + r,输入服务,进入查看本地服务,找到Touch Keyboar... -
win10如何在桌面显示我的电脑图标?教程...
-
windows10专业版激活方法是啥什么?Wind...
前往应用程序在Apple主界面的左上角,选择前往中的应用程序。选择移... -
printscreen键如何使用?笔记本截屏按键...
1、F12按键的右边的Print Screen键在大部分老式键盘中的Print Scr... -
世界信息:直六、后驱全都有!全新马自达...
直六、后驱全都有!全新马自达CX-90“开箱”:马粉没白等 -
2022年新增公共充电桩还不到新能源汽车...
2022年新增公共充电桩还不到新能源汽车销量1 10充电焦虑更足了 -
tidyplates应该怎么用?使用方法是什么?
第一种方法:1、首先打开插件 选择 Damage那个2、然后向下 找到... -
wps公式编辑器如何调出来?wps公式编辑...
点击可以编辑公式。下图时编辑栏消失的界面,首先点击视图。在视图... -
如何发微博?微博怎么发动态详细介绍是...
点击加号图标在微博的首页界面中,通过点击右上方的加号图标,出现... -
手机自动关机怎么设置?手机自动关机设...
点击系统设置进入到oppo手机的设置页面,找到页面中的系统设置,点... -
每日简讯:苹果加快产业链转移,并积极...
报道,苹果已开始在印度招聘零售店员工,并公布了许多其他职位的招... -
联想电脑如何重装系统?联想电脑重装系...
进入设置的系统页面,点击恢复的选项。在重置此电脑选项后面,点击... -
从“制造”到“智造”,中国“智造”未...
时间来到2023年,印度终于要迎来他们的首家AppleStore了。现在,苹... -
热点聚焦:春节将至 哪些东西能带上火...
春节将至哪些东西能带上火车?充电宝不得超过2 7万毫安时 -
交通卡余额怎么查询?请问怎么查询交通...
进入微信主页,点击右上角的搜索。搜索并点击上海发布。进入上海发... -
如何查看win10版本?查看win10系统版本...
方法一:通过设置来查看win10版本号1、在开始菜单中点击鼠标右键,... -
压缩文件应该如何加密?压缩包文件如何...
点击文件夹打开电脑,在电脑中选择要加密的文件夹点击右键等待弹出... -
word页面设置在什么地方?去哪里找word...
点击布局选项卡进入到word程序界面,在这个界面直接点击上方的布局... -
安全的重要性和意义是什么?安全的重要...
1、安全的重要性:安全是一切活动的基础,是一切活动的前提,是不可... -
电脑怎么设置倒计时关机?电脑定时关机...
第一步:按下Win+R,Win键为左下角Ctrl键和Alt键之间像窗户标志的按...