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電池要突破需要龍頭企業共同發力

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2020年07月10日  

如今,各種處理器的速度越來越快,屏幕的分辨率也越來越高,但電池卻一直不給力呀。雖然有各種稀奇古怪的電池被研發出來,不過真正能走入市場的卻還是那些常用的鋰離子電池、蓄電池,電池技術似乎還在上個世紀原地踏步。


這個拖后腿的隊友不但拉低了整個系統的性能和想象空間,還讓其他元件被迫為其作出妥協無論是一線的開發人員還是終端的消費者,對龜速的電池技術的忍耐已經到了忍無可忍的地步。


日前,忍不住了的谷歌、蘋果、特斯拉等科技巨頭紛紛傳出加入新型電池技術研發隊伍的消息。有專家稱,在這一熱潮推動下,電池技術瓶頸的突破或許就在不遠處。


谷歌:專人專項攻難關


欲領時代潮流


美國《華爾街日報》日前援引消息靈通人士的消息指出,谷歌內部有一個專門團隊,正在致力于一種新型電池技術的開發,該技術可用在手機、平板電腦甚至電動汽車上。據悉,該團隊隸屬于神秘的谷歌研發實驗室GoogleX,由蘋果公司前電池專家拉梅什巴德瓦杰博士負責,目前僅有4名成員。


事實上,該項目早在2012年年底就已啟動,當時重要工作是測試在谷歌設備中使用的由其它公司開發的電池。大約一年后,該團隊開始考慮自主開發電池技術。目前他們除致力于改善現有電池技術外,還在研發更為先進的固態薄膜電池。


與鋰離子電池不同,固態薄膜電池使用能量密度更高的固體作為填充材料,這不但提高了電池的安全性能,還讓新電池強度更高、體積更小,因此更適合移動設備和可穿戴設備的使用。在一些特殊使用場景下,將其植入人體也不會有任何問題。近年來,谷歌相繼介入交通運輸、醫療健康、通信、機器人和可穿戴設備等多個領域,對電池的性能提出了更高的要求。


該消息人士還透露,除巴德瓦杰的電池研發團隊外,谷歌還有其他的團隊在與知名電池技術廠商AllCell科技合作,計劃開發出適應能力更強、容量更大的電池。來自網上的一段視頻顯示,谷歌在其用熱氣球為偏遠地區供應互聯網連接的projectLoon項目中,就采用了其中的一項技術,他們設計了一種能夠在零攝氏度環境下工作的電池,為懸浮在地球平流層中的熱氣球供應電力。


蘋果:招兵買馬挖墻腳


無所不用其極


谷歌并不是唯一一個正在關注電池技術的科技巨頭。上月,蘋果公司開始大張旗鼓地招募專家,試圖進一步提高其手機、平板、筆記本電腦的電池續航時間和用戶體驗。


關注蘋果公司動態的科技網站AppleInsider最近發現,過去的一個月,蘋果公司在官網公布的招聘信息中,與電池技術有關的就多達9個,其中絕大多數都與iOS移動設備相關。這些崗位包括電池軟件工程師、電源分析工程師、電源系統軟件工程師、固件開發經理、電池封裝技術經理等。能夠發現新的解決方法,提高電池續航能力,保證設備優秀的用戶體驗是蘋果在這次招聘中最看重的素質。


為了爭奪業內最好的電池技術專家,蘋果也是蠻拼的,挖墻腳、打官司都在所不惜。據國外媒體報道,今年二月美國電池制造商A123系統公司起訴蘋果公司,指控后者挖走其5名頂級工程師。此次訴訟涉及的5名工程師總共申請了23項專利,重要專長都集中在電芯、材料設計和制造工程上。訴訟文件供應的其他證據還顯示,這家著名的手機制造商可能正在研發電動汽車。


有媒體對多種資料進行搜索分析后發現,除上述5名工程師外,蘋果至少還從A123系統公司挖走了7名員工,而他們幾乎都掌握有電池研發的核心技術。對此,A123系統公司基于違反競爭條款對蘋果和這5名前員工提起了訴訟,同時認為蘋果的這一行為屬于不正當競爭,目前此案還在審理當中。


特斯拉:豪擲億金建新廠


緊抓市場痛點


看到如此情景,科技嗅覺敏銳的鋼鐵俠埃隆馬斯克怎會置身事外?讓電動汽車揚名世界的特斯拉怎會放棄電池這塊核心業務?


不僅要做,而且要做到最大去年九月,特斯拉宣布要在美國內華達州設立全球最大的電池廠。這個名叫超級電池廠的項目,預計至少耗資50億美元,覆蓋面積達500萬平方英尺(約46.45公頃),建成后不僅是世界上最大的電池廠,而且在世界所有廠中,規模也排得上前幾位。特斯拉稱,到2020年,該廠將生產超過50GWh的電池,足夠50萬部特斯拉汽車使用。


馬斯克的判斷是,為了拉低新車型的價格,讓消費者更易承受,他必須建造一家每年能生產50萬個鋰離子電池組的廠,這相當于目前全世界的產量。通過更大的規模、更先進的技術和更高的效率,超級電池廠有望能把電池的成本削減30%以上,由此省下一大塊成本,可以讓特斯拉的售價低至35000美元。


新技術:鋁電與能源管理


看起來很美好


不久前,一個來自美國斯坦福大學的研究小組公布了一種可以在不到60秒充滿電的鋁電池技術。這被認為是第一個高性能鋁電池技術,具有充電速度快、壽命長久、成本低廉、使用安全、綠色環保的特點。


研究團隊負責人、斯坦福大學化學系華人教授戴宏杰稱,他們通過試驗確認了幾種表現良好的石墨類材料,并用一種相當于鹽溶液的等離子液體作為電解液,從而解決了鋁電池研究在材料上的瓶頸問題。不過目前,鋁電池的額定電壓只有普通鋰離子電池的一半,還要繼續改進。


美國Atmel公司最近公布了一種可以集成到多種設備中的微控制器(MCUs),該設備功耗極低,從溫度變化或人體運動中獲取的能量就能使其維持運行。包括iphone5S和ipadAir的許多蘋果設備都是由基于該技術的芯片進行電源管理的。


Atmel公司表示,這種芯片的功耗只有競爭對手的三分之一,是有史以來功耗最低的微處理器,有望將電池的使用壽命延長幾年至十幾年,可被用在火警、健康、醫療、可穿戴設備以及那些要在田間、海上或偏遠地區工作的設備上。通過使用該公司的picopower技術和Event系統,這種微處理器能夠讓設備不同的部分協同工作。通過高效率的共享能源,整個設備使用較少的電力即可運行,對電池的消耗也相應較少。


此外,還有更多的高科技公司在電池領域進行著努力,更多的新技術有待科學家們驗證,電池技術明天看起來還是很美好的。


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