能源存储技术的水,到底有多深?从宁德钠电池到红极一时的液流,咱们泼点冷水
最近又被朋友拉着聊储能。他说,固态电池马上量产了,燃油车要完蛋!我笑了笑,给他倒了杯茶。别急,咱们慢慢捋。储能这行当,水太深。
固态电池内部结构微观示意图
科研圈炸开锅的事,往往是资本圈先嗨。今年初,某团队在《自然·能源》发了篇文章,全固态锂金属电池循环寿命突破800次,能量密度飙到500Wh/kg。说实话,我第一反应——兴奋!但看完参数,心又凉了半截。这玩意是在60度高温下跑的,而且用稀有电极。离我们想要的常温、长寿命、低成本,还差着几条街呢。
电动汽车底盘底部安装的固态电池包实物图
但别高兴太早。成本死穴。现在的半固态电池,每度电成本是普通三元锂电池的两倍还多。普通老百姓谁买单?除非你买车是为了去无人区拍星轨。所以啊,我们得盯着另一条路——钠离子电池。
大连全钒液流电池储能电站储罐及电堆实景拍摄
固态电池内部结构微观示意图
科研圈炸开锅的事,往往是资本圈先嗨。今年初,某团队在《自然·能源》发了篇文章,全固态锂金属电池循环寿命突破800次,能量密度飙到500Wh/kg。说实话,我第一反应——兴奋!但看完参数,心又凉了半截。这玩意是在60度高温下跑的,而且用稀有电极。离我们想要的常温、长寿命、低成本,还差着几条街呢。
固态电池:狼来了多少次了?
喊了至少有十年吧。每次都是“划时代突破”,然后——没然后了。问题卡在哪里?界面!固体电解质和电极的接触处像是两个脾气古怪的艺术家,一碰就产生空隙,锂枝晶还老往那钻。更别提制造成本。我在一个电池展上听供应商吐槽:想把硫化物电解质涂覆均匀,比给蛋糕裱花还难,车间得保持露点-50度。疯了吗?这烧的不是钱,是梦想。 不过话说回来,进步确实有。丰田去年不是展出了全固态电池原型车吗,虽然跳票多次,但人家至少开上路了。国内像清陶、卫蓝新能源,也在加紧中试。我倒觉得,半固态可能更快落地。蔚来那个150度电池包,用的就是半固态,续航破一千公里,今年真要交付了。对吧?现实的妥协往往比完美幻想更美好。
电动汽车底盘底部安装的固态电池包实物图
但别高兴太早。成本死穴。现在的半固态电池,每度电成本是普通三元锂电池的两倍还多。普通老百姓谁买单?除非你买车是为了去无人区拍星轨。所以啊,我们得盯着另一条路——钠离子电池。
钠电池:穷人版的储能救星?
钠资源到处都是,大海里飘着无数氯化钠。所以宁德时代一发布第一代钠离子电池,整个行业沸腾了。循环寿命也好,低温性能直接把磷酸铁锂按在地上摩擦。搞储能电站的老板们眼睛发光:太棒了!这下不怕锂价过山车了。 但……现实又泼冷水。能量密度确实低,才160Wh/kg左右,A级小车还行,跑长途就虚。中科海钠的朋友私下说,现在正极材料普鲁士白结构稳定性还欠火候,胀气问题没彻底解决。科学家们正在用元素掺杂、碳包覆这些手法修补,就像给老房子刷外墙漆——能撑一阵,风雨来了可能又掉皮。可我不悲观,因为钠电池的生态位天生是低速电动车、两轮车和大型储能站。不需要面面俱到。 说到大规模储能,最近有个项目让我印象深刻。大连那个100兆瓦级液流电池储能调峰电站,全钒液流,运行两年了,可用率居然高达99%。意外吧?这种泡在液体里的大块头,反而最稳当。
大连全钒液流电池储能电站储罐及电堆实景拍摄