電動汽車廉價電池研發今年掀高潮
時間:2023-02-26 10:49來源:參考消息 作者:綜合報道
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據路透社近日報道，各國初創企業正競相利用兩種豐富且廉價的材料——鈉和硫——來研制能緩解迫在眉睫的供應瓶頸并催生大眾市場電動汽車的新材料。2023年左右，在電化學領域可能出現潛在突破。
報道說，如今的電動汽車所使用的鋰離子電池主要由鋰、鈷、錳和高品位鎳制成，而這些材料的價格已經飆升。西方生產商正奮力追趕亞洲競爭對手，而汽車制造商預計，大約在本十年中期，供應瓶頸將沖擊汽車生產。
未來的電動汽車——2025年后到來的電動汽車——可能轉而使用可能比如今的鋰離子電池便宜三分之二的鈉離子或鋰硫電池。
但它們的前景取決于總部設在柏林的泰翁公司和總部設在英國的法拉迪恩公司以及美國的萊滕公司等初創企業2023年左右在電化學領域可能出現的潛在突破。
較新的電池化學成分存在一些需要克服的問題。鈉離子電池尚不能儲存足夠能量，而硫電池往往會迅速腐蝕，無法持久。
盡管如此，已有10多家初創企業吸引了數以百萬美元投資和政府撥款，用于開發新型電池。
電動汽車電池最昂貴的元件是正極，占電池成本三分之一。
如今，大多數電動汽車電池都使用以下兩種正極中的一種：鎳鈷錳（NCM）或磷酸鐵鋰（LFP）正極。
鎳和鈷等重要正極材料的價格兩年來一路飆升。
這就是這么多企業希望替之以鈉和硫等較廉價、較豐富的材料的原因，如果相關技術局限性能夠解決的話。
LG化學公司前高管、咨詢師普拉巴卡爾·帕蒂爾說：“鈉離子絕對有一席之地，尤其是對中國、印度、非洲和南美等對成本敏感的市場中的固定儲電設備和低端汽車而言。”
總部設在密歇根州的阿曼達里公司和英國初創企業AMTE電力公司正在開發以氯化鈉——也就是食鹽——為主要正極成分的鈉離子電池。它們不需要鋰、鈷或鎳——3種最昂貴的電池原料。
英國電池工業化中心是一家政府出資1.3億英鎊（合1.53億美元）建設、將生產線租給初創企業測試電池化學成分的工廠。該中心總經理杰夫·普拉特說，他正試圖將一家鈉離子初創企業的電池安排在一個緊湊的生產時間表中，因為對于希望走在研發更好的新型電池前沿的英國來說，這樣做“戰略意義重大”。
美國的萊滕公司和科納米克斯公司、德國的泰翁公司和挪威的莫羅電池公司正在研發仍需要少量鋰、但不需要鎳或鈷的鋰硫正極。
這些初創企業聲稱，通過使用這些無處不在的正極材料（硫被廣泛用于生產化肥，所以像鹽一樣便宜），可將電池成本降低最多三分之二，可能會使中產階級以外人群也買得起電動汽車。
目前電動汽車電池組的成本通常在1萬至1.2萬美元之間。
科納米克斯公司首席執行官夏洛特·漢密爾頓說：“如果我們能實現與世界上最大的一些汽車制造商一起確定的目標，那么，我們就可以下場比賽了。”
這些電池初創公司說，它們正與各大汽車制造商洽談，其中一些制造商正在積極測試可能會在2030年前隨大眾市場電動汽車上路的新型電池。汽車企業迫切希望保留選擇余地。
福特公司F150閃電電動皮卡的首席工程師琳達·張（音）說：“隨著時間推移，會有更多（電池）化學成分問世。不利用這些化學成分是愚蠢的。”
在特斯拉公司的2020年電池日上，首席執行官埃隆·馬斯克說，針對使用不同材料的鋰離子電池，需要采取“三管齊下方式”，以制造“真正買得起的”電動汽車——主要使用鐵基LFP電池——以及使用正極材料為鈷或鋁的鎳基NCM或NCA電池的體型更大、功率更大、較為昂貴的電動汽車。
電池研發者希望，他們能將鈉離子和鋰硫電池加入可供汽車行業選擇的選項。
咨詢公司野村綠色科技公司的總經理鄧肯·威廉姆斯說，最近的發現正在縮小能源密度和充電循環壽命等問題上的差距，“因此我們預計這兩個選項將來都能占據一定市場份額”。
總部設在密歇根州的阿曼達里公司的合伙人埃米·陳（音）說，最先安裝阿曼達里公司的電池的交通工具可能會是電動兩輪車。
埃米·陳說，除了成本優勢，阿曼達里的電池還能非常快地充電——15分鐘充電80%。
AMTE電力公司首席執行官凱文·布倫迪什說，該公司最開始將針對固定能源存儲系統推出電池，比如電網運營商使用的能源密度不太重要的儲能系統。
法拉迪恩公司的奎因說，該公司生產的電池也已具備與LFP電池競爭的實力，而且該公司已與大型農業綜合企業澳大利亞ICM公司組建一家合資企業，生產能源儲存設備。
奎因說，法拉迪恩公司的相對較小的電池應該比鐵基LFP電池便宜三分之一。
他說，法拉迪恩公司已與“幾乎每家大型汽車公司”進行了討論，“未來3到5年內，你會看到（我們的電池）上路”。
總部設在加利福尼亞州的初創企業萊滕公司的首席電池技術官塞莉納·米科瓦伊恰克說，硫是一種可在電池中發揮作用的“頂呱呱的化學成分”。“項目建議書”數據公司的數據顯示，萊滕公司已從投資者處吸引到4750萬美元資金。
但她說，它是“屬于未來的化學成分，是能讓電池進入大眾市場的化學成分”。
泰翁公司——Theion在古希臘語中是硫的意思——首席執行官烏爾里希·埃梅斯說，硫的問題在于腐蝕性太強，充電30次后會讓電池報廢。
但他說，這家總部設在柏林的公司在若干天使投資者和私人投資者支持下已開發出一種處理和涂覆鋰硫電極的方法，應該能使之與電動汽車壽命相當。
泰翁公司的電池預計將在今年晚些時候開始為發射中的商用火箭的渦輪泵提供動力。埃梅斯說，公司計劃2024年開始向汽車制造商交付測試電池，首批電動汽車電池量產預計將在2027年左右開始。
泰翁公司認為，其鋰硫正極能存儲的電量是標準NCM電池的3倍，充電速度超快，而且能將電池成本降低三分之二，至每千瓦時34美元左右。
埃梅斯說：“它便宜，能量密度高，所以，它的好處是毋庸置疑的。”
英國政府投資培育新電池技術的項目法拉第電池挑戰賽的負責人托尼·哈珀表示，汽車業界日益擔心鋰、鈷、錳和鎳的供應，因此新化學成分至關重要。
哈珀說：“這將減輕我們原本認為將是一種非常困難的局面所構成的壓力。”
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