特斯拉斥資50億美元鋰離子聚合物電池工廠未成經典

    鋰電世界  特斯拉斥資50億美元，在美國內華達州里諾建設的鋰離子聚合物電池工Gigafactory，面對電池技術日新月異的發展，很可能變成巨大的負擔。

    今年1月，日本富士色素株式會社宣布，已在鋁空氣電池技術上取得重大突破。與特斯拉即將量產的鋰聚電池相比，鋁空氣電池理論容量多出40倍以上。且富士色素表示，將在今年底前實現項目商業化。這意味著，定于2016年投產的Gigafactory可能從一開始就處于落后位置，更何況其預計還需7至10年才能達到設計產能并收回成本。

    電池領域創新遵循著基本的規律：靠陰陽極之間的電解質發生反應產生電流。鋁空氣電池以水為電解質，通過氧氣和鋁的反應產生電流。標準的鋁-空氣反應會消耗鋁陽極，因此必須替換陽極，并不能簡單充電了事。富士色素表示，通過在關鍵位置放置陶瓷和碳精片隔層，即可抑制腐蝕和副產品，這樣鋁空氣電池只需加水就能多次充電。

    美國西北大學材料科學和工程學教授馬克·赫爾薩姆指出，如果富士色素真能完成鋁空氣電池的商業化，這是“非常了不起”的。不過尚有一些問題沒有解決，比如鋁空氣電池的體積在使用過程中會縮小，可能出現破裂，因此很難集成到無法容錯的汽車系統中。

    富士色素鋁空氣電池項目首席研究員森亮平的態度略顯謹慎，不似其公司所表現的那般樂觀。他表示：“我們仍處于開發階段，也許近期內可能大規模生產?！?/P>

    不過，苦心鉆研先進電池技術的并不只有富士色素一家。以色列公司Phinergy也在追尋鋁空氣電池夢。美國初創企業Pathionand Sakti 3則著眼于更激進的創新，要用陶瓷或水晶代替液態電解質，制造固態電池。該公司已成功展示了一種新電池，能量密度為每升1千瓦時，一旦啟用可將特斯拉的行駛里程增加一倍以上。其首席執行官邁克爾·利德爾預計，固態電池技術可在兩年內投放市場。

    當然，特斯拉Gigafactory的主要任務不是生產最先進的電池，而是采用現有技術并通過量產來降低成本。然而在降低成本方面，鋁空氣電池和固態電池都有潛在優勢。鋁比鋰便宜得多，固態電池則可以像計算機芯片一樣“壓制”出來，比起鋰聚電池生產所需的金屬分層和軋制工藝效率高很多。

    據咨詢公司Next Energy負責工業及創新發展的副總裁丹·拉多姆斯基介紹，對特斯拉來說，針對新出現的創新調整非常困難，“這就和從盒式錄像帶轉向光盤差不多，會改變整個供應鏈。”

    汽車行業的需求也許能為特斯拉爭取一些時間。高溫和低溫對電池性能影響很大，相應安全標準當然也很嚴格。雖然鋰聚電池在高溫環境下也有隱患，但經歷數年考驗后在汽車上使用已問題不大。

    特斯拉也可以選擇改進鋰聚電池。新加坡南洋理工大學的研究人員已經開發出可快速充電的二氧化鈦陽極；馬克·赫爾薩姆教授在西北大學的團隊則通過加入石墨烯等材料，將鋰聚電池陽極的失電子能力提高了1倍。盡管陰極方面已經落后，但特斯拉整合新材料應該不用徹底革新鋰聚電池生產工藝。

    說到底，特斯拉的Gigafactory長期為繼的最大問題在于戰略，而不是技術。畢竟，實驗室里的創新和實用產品不是一回事。邁克爾·利德爾所言，電池研究處于“零敲碎打”狀態，實際推進有限。許多初創公司和研究人員都可以制造出更好的陰極、陽極或者電解質，但三者得完美結合才能成為電池。一直以來，很少有資金用在結合三者并大規模量產新電池方面。

    隨著凱迪拉克和寶馬等主要汽車廠商更積極開拓電動汽車市場，電池技術已成關鍵競爭點，花在新一代主流電池上的資金也不斷增多。電池領域正飛速革新，未來很可能會超出你的想象。