鈷元素一直存在價(jià)格昂貴且供應(yīng)鏈脆弱的問(wèn)題，美國(guó)能源部在 3 年前就已啟動(dòng)一個(gè)研究項(xiàng)目，旨在研發(fā)不需要鈷元素的鋰離子電池，進(jìn)而在降低電池造價(jià)的同時(shí)，加速新能源汽車(chē)技術(shù)的發(fā)展，為造出價(jià)格更低、續(xù)航時(shí)間更長(zhǎng)的電動(dòng)汽車(chē)和工業(yè)儲(chǔ)能系統(tǒng)奠定基礎(chǔ)。
材料科學(xué)家Gerd Ceder是勞倫斯·伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的研究項(xiàng)目主管，目前致力于用一種“無(wú)序巖鹽”來(lái)作為可充電電池的陰極。
通常情況下，鋰離子電池的陰極需要鈷元素來(lái)維持分層結(jié)構(gòu)，以便讓鋰離子順利通過(guò)。但是多年前，Ceder教授和同事發(fā)現(xiàn)了某種能存儲(chǔ)更多鋰離子的新型材料，有望在完全不使用鈷元素的情況下提高鋰電池的能量密度。
Ceder教授在接受《麻省理工技術(shù)評(píng)論》的采訪時(shí)，對(duì)電池新材料面臨的挑戰(zhàn)、鋰電池的優(yōu)勢(shì)、以及電池技術(shù)為何看起來(lái)總是停滯不前等問(wèn)題進(jìn)行了探討。
麻省理工科技評(píng)論：您負(fù)責(zé)的新復(fù)合材料研發(fā)項(xiàng)目的下一步工作會(huì)是什么？
Gerd Ceder：我們四年前就提出了這一概念，如今我們已經(jīng)找到了非常多具備理想性能的化合物，接下來(lái)我們會(huì)從中挑選一些材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如果新材料能夠解決我們所面臨的問(wèn)題，那么下一階段便是進(jìn)行商業(yè)化嘗試。
而對(duì)于這些材料，首先它們必須有良好的充電-放電速率，以及電池的標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)壽命。然后，我們會(huì)用各種手段對(duì)材料進(jìn)行處理，以進(jìn)一步提高電池的性能。
目前，我們已經(jīng)對(duì)潛力*大的幾種材料納進(jìn)行了下一階段的測(cè)試，我認(rèn)為這是我從事這項(xiàng)材料研究以來(lái)*有希望成功的一次。
麻省理工科技評(píng)論：為什么一種新材料從實(shí)驗(yàn)室到市場(chǎng)耗時(shí)如此之長(zhǎng)？
Gerd Ceder：任何商業(yè)化產(chǎn)品都會(huì)在這一過(guò)程耗費(fèi)漫長(zhǎng)的時(shí)間，并且加快研發(fā)的速度也無(wú)法對(duì)整個(gè)流程起到太大的推動(dòng)作用，因?yàn)椴牧系膬?yōu)化、測(cè)試，以及消費(fèi)者的接受程度等因素都會(huì)對(duì)產(chǎn)品的上市產(chǎn)生影響。
對(duì)于電池來(lái)說(shuō)，在這段時(shí)間里，材料必須被量產(chǎn)、測(cè)試后，再被送到電池廠商經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)2年時(shí)間的測(cè)試。因此即使我們今天就在實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)了一種完美的材料，產(chǎn)品上市也需要6-10年時(shí)間。
麻省理工科技評(píng)論：幾年前您曾說(shuō)過(guò)“固態(tài)電池是近乎完美的電池”，現(xiàn)在您還這么認(rèn)為嗎？
Gerd Ceder：固態(tài)電池依然是我心中的“完美電池”，我對(duì)此保持樂(lè)觀的態(tài)度。人們?cè)谶@一領(lǐng)域投入的努力也將會(huì)*終換來(lái)性能出色的固態(tài)電池產(chǎn)品。
但不得不說(shuō)，固態(tài)電池還有很多問(wèn)題需要解決，固態(tài)電解質(zhì)的*大問(wèn)題在于其自身的不穩(wěn)定性，也正因?yàn)榇耍壳盀橹惯€沒(méi)人實(shí)現(xiàn)固態(tài)電池的大規(guī)模生產(chǎn)。
但不管如何，我依然認(rèn)為這是目前*有前景的技術(shù)發(fā)展方向之一。
麻省理工科技評(píng)論：網(wǎng)格電能存儲(chǔ)是近年來(lái)備受投資界關(guān)注的技術(shù)，對(duì)于這一領(lǐng)域，您認(rèn)為有希望的研究方向有哪些？
Gerd Ceder：在我看來(lái)，網(wǎng)格電能存儲(chǔ)還存在諸多不確定性，短期來(lái)看，出于可靠性的考慮，鋰電池依然是目前的**選擇。
對(duì)于其他技術(shù)，我并不否認(rèn)可能會(huì)新的技術(shù)進(jìn)入到電能存儲(chǔ)領(lǐng)域，但這個(gè)行業(yè)巨頭云集，我們不能低估這其中的競(jìng)爭(zhēng)程度。
麻省理工科技評(píng)論：有專(zhuān)家說(shuō)鋰離子電池是有成本下限的，因此這并不適用于電能的長(zhǎng)期儲(chǔ)存。對(duì)此您的看法是怎樣的？
Gerd Ceder：鋰離子電池已經(jīng)非常便宜了。而對(duì)于其他技術(shù)，就算它們理論上能做到更便宜，但它們首先應(yīng)該要被造出來(lái)。同時(shí)，初創(chuàng)公司只有在高價(jià)值的市場(chǎng)上才能存活，而電能儲(chǔ)存市場(chǎng)并不具備這一特點(diǎn)。
再舉個(gè)極端的例子：如果你需要把一度電儲(chǔ)存6個(gè)月，你愿意為此支付多少錢(qián)呢？很顯然，這樣的服務(wù)需要非常便宜才有可能吸引到客戶，否則選擇直接發(fā)電會(huì)是個(gè)更經(jīng)濟(jì)的做法。
進(jìn)一步說(shuō)，我不確定這種極度便宜的方案能不能在電化學(xué)儲(chǔ)存領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)，因?yàn)榛瘜W(xué)電池也并不能夠解決所有問(wèn)題。
