2015年,一系列的商業(yè)活動將人們的興趣引向電池產(chǎn)業(yè):特斯拉(Tesla)推出了家用Powerwall能源系統(tǒng),得益于其旗下電池制造廠Gigafactory 的生產(chǎn)效率,這套系統(tǒng)的價格較為便宜;蘋果公司(Apple)為一個固態(tài)電池設(shè)備的充電和電能管理申請了專利;LG化學(xué)(LG Chem)在南京開設(shè)了一個大型新能源汽車動力電池工廠;博世(Bosch)收購了聚合物固態(tài)電池公司Seeo。此外還有眾多的投資、收購、合作和合資活動,不一而足。
與此同時,新的電池技術(shù)正持續(xù)不斷地涌現(xiàn)出來,每個技術(shù)都離不開諸如“性能翻倍”、“只要幾分鐘就能充好電”、“成本下降70%”、這一類的描述。這讓公眾對技術(shù)上到底有什么突破感到更加迷惑不解。本文將會討論在電池領(lǐng)域新涌現(xiàn)的技術(shù)、新的投資機會以及潛在的市場。
在不同的維度尋找機遇
自從索尼公司(Sony)在上世紀(jì)90年代第一次將鋰離子電池推向市場以來,它就成為了我們?nèi)粘I钪凶钍煜ず妥畛S玫碾姵丶夹g(shù)。鋰離子電池相關(guān)技術(shù)已經(jīng)相對成熟,相關(guān)設(shè)施業(yè)已到位。隨著現(xiàn)有的電池制造巨頭(如三星SDI、LG 化學(xué)和日本松下公司)的擴張,規(guī)模經(jīng)濟的優(yōu)勢就愈發(fā)凸顯。但是,即使存在眾多優(yōu)點,鋰離子電池在性能和成本降低方面的進(jìn)步和其他電子設(shè)備相比依然落后。
在傳統(tǒng)鋰離子電池中使用的液態(tài)電解質(zhì)可能會造成嚴(yán)重的安全隱患。而從另一方面來說,隨著可穿戴設(shè)備、印刷型電子產(chǎn)品、物聯(lián)網(wǎng)(IoT)、機器人和電動汽車的研發(fā),具有更多功能、性能更加優(yōu)良并且價格更為低廉的電池亟待面世。而這些因素已促使電池圈子里的玩家們尋求更多的投資機會。
因此,電池產(chǎn)業(yè)有許多不同的維度可供開發(fā)。人們的主要興趣落在以下幾個方面:
薄膜電池(基于厚度)
Ø微電池和大面積電池(基于尺寸)
Ø柔性電池(基于物理特性)
Ø異型電池(根據(jù)外形)
Ø印刷電池(根據(jù)制造方法)
Ø固態(tài)、鋰陽極、硅陽極的電池(基于技術(shù))
Ø儲能系統(tǒng)(ESS)和電動汽車(EV)(基于應(yīng)用)
以上領(lǐng)域都代表著新機遇。這些領(lǐng)域可能相互影響、相互重疊。比如,技術(shù)更優(yōu)良的電池可應(yīng)用于ESS 和EV 中,這可為后者帶來更高的安全系數(shù)和更好的性能。薄膜電池也可以是柔性的、印刷的,或是由固態(tài)部件構(gòu)成的,甚至可以很迷你。
膜柔性打印電池的開發(fā)路線圖。圖片來源:IDTechEx Research。
成本的進(jìn)一步降低可能并不依賴于技術(shù)進(jìn)步
電池技術(shù)的進(jìn)步受制于電化學(xué),因此難以實現(xiàn)快速而巨大的突破。此外,實用電池要考慮許多其他因素,比如能量密度、比功率、壽命、安全性和成本。許多新聞報道只是強調(diào)某個或者某些進(jìn)步,但卻對其他方面的考慮避而不談。大多數(shù)現(xiàn)有的商業(yè)電池依賴相對成熟的、經(jīng)過實際應(yīng)用考驗過的技術(shù),但有時它們并不為人所知,其中就包括薄膜固態(tài)電池和印刷電池。鑒于電池的研發(fā)是漫長而艱辛的過程,未來電池成本的下降將主要依賴規(guī)模經(jīng)濟,而不是技術(shù)的革新。