这么多年的锂电池，结果铅酸电池还是占大头呢？
来源：宝鄂实业
2019-03-29 16:59
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大家好，我是本文的作者艾薇，虽然现在汽车越来越多，但是毕竟不是每一户人家都买得起的，而且在一些大城市中，堵车是一个非常严重的问题，而在这个时候电动车就更显优势了，毕竟他们更加的灵活。
而说到电动车就一定要提到电瓶，而电瓶这个东西一直都有一个问题，就是用个一年半载的就得换，这就很麻烦！而说起自行车电池就一定要提到锂电池和铅酸电池了，而就目前的情况来看，锂电池的市场份额不超过一成，那么这就有疑问了，明明推广了这么多年的锂电池，为什么他还是不如铅酸电池呢？其实主要有以下几点。
首先，价格方面，锂电池的价格大概是铅酸电池的2-3倍，一般换一块铅酸电池也就几百块钱，但是锂电池可动不动就要上千，虽然说锂电池用的时间会长，但是也不到一个能顶好几个的地步，而且，一次性拿出一千多和一次性拿出几百，肯定很多人都会选择拿出几百比较舒服，就像买游戏不爱买，但是一点点的充钱还是愿意花的，咳咳，扯远了！在有就是锂电池无法回收，而铅酸电池是能够回收再利用，所以还能少花一点。
然后，就是可靠性上，其实锂电池这个东西虽然说技术先进，但是有点娇嫩，也就是说如果不是正常使用就容易出事，而且很多劣质的锂电池反而容易着火和爆炸，而且锂电池瞬间输出的电流不是很大，所以说动力也就不太够用了！
再有就是维修和保养上，锂电池由于技术性比较高，一旦出现问题往往要返给厂家进行修理，一般的维修店可能不太会，而反观铅酸电池就好多了。
所以说，老百姓在买东西的时候不会看你高不高科技，主要看的还是实用性，不过在未来锂电池应该会越来越好的吧，不仅是技术的发展可能会弥补缺点，新国标上市之后，锂电池的道路也就宽了很多了！
除了平时给学生上课，Zimmerman 还创办了一家新创公司 Ionic Materials，这家公司的电池材料可能会助力汽车行业摆脱用了一个世纪的内燃机，尽快完成电动化。
说到这里，我们就不得不提钴（cobalt）这种银灰色金属，它是制造电池时必备的材料。不过，地球上钴储量的 60% 都分布在刚果金。Zimmerman 希望改变这一现状，用新技术造出不用钴的新一代电池。
现在的 Ionic Materials 已经是一家炙手可热的公司，它的投资者名单上不但有著名计算机科学家 Bill Joy，还有雷诺-日产-三菱联盟、现代汽车和法国石油巨头道达尔等。
“这世界需要电动汽车。”Zimmerman 说。“我还从来没见过哪个体量巨大的产业要从底层进行大革新，彻底转换到新技术轨道上。除了公司自己的内生动力，各国政府也成了重要推手。”
Ionic 的金主清单也反映了汽车厂商们对现有电池技术的焦虑和它们对刚果金的依赖。
眼下，钴的供应把持在几家矿业公司手中，其中就包括瑞士巨头嘉能可公司。人权组织表示，除了这些“先进产能”，还有许多钴是刚果人手工挖出来的，童工问题在这个国家根本无人过问。
换句话来说，这个寄托着新希望的技术，当下却严重依赖那种老旧的工业形式，这种上下脱节的局面实在是令人诧异。
对电池来说，钴到底有多重要？
在许多专家看来，电池将成为本世纪能源产业的新霸主，就像过去的石油那样。
未来，电池除了驱动我们的iPhone和笔记本电脑，还会带着我们周游世界。没有足够强大的电池，这个世界就难以从“化石燃料成瘾”的状态中解放出来，缓解气候变化也就成了一句空话。
不过，电池的生产过程相当复杂，想实现性能要求更是需要精确的化学反应。同时，用户的期望值也不断提高，电池必须得在充电速度、续航和安全等方面不断进步。对于一些生活在极寒或酷热地区的人来说，电池在极端环境下的表现也相当重要。
如果电池技术再不变革，未来十年内钴的需求量至少会翻番，其中 70% 都要从刚果金购买。乔治亚理工学院材料和工程学院教授 Gleb Yushin 直接指出：所谓电动车市场的爆发性增长很难实现，除非电池技术出现大的突破。
“没有刚果金的钴，就没有电动车产业。”Caspar Rawles 说道，他是 Benchmark Mineral Intelligence 公司的市场调查员。“如果刚果金局势不稳，电动车市场大爆发就是句空话。”
Zimmerman 从五六年前就开始思考有关电池的问题，当时电动车在市场上的声量还很小，特斯拉也刚刚走红。在那个时代，钴这种特殊金属一般只用在飞机引擎和智能手机上。
随着各国环保法案的逐渐收紧，电动车开始吃香，2010 年时纯电和插电混动车型一共只卖出了 6000 台，到去年这一数字就暴增到 100 万台，不过依然只占到全球汽车销量的 1%。
麦肯锡认为，2030 年之前，全球还会生产并销售 3.4 亿台电动汽车（包括乘用车、卡车和公交车等）。
如此庞大的市场也让电池工厂在各地全面开花。Benchmark Mineral Intelligence 的数据显示，特斯拉超级工厂的电池产能在过去 8 年内增长了 10 倍，每年生产的电池可达 41 千兆瓦时。也就是说，电池会成为“21 世纪的油桶”。
虽然业界都在期盼新型电池技术的诞生，但传统的锂离子电池功绩也不可磨灭。这种电池诞生于上世纪 80 年代的牛津大学，发明它的美国教授 John Goodenough 现在已经 96 岁了。不
得不说，锂离子电池是 20 世纪科学技术的高峰，它是便携电子设备得以大规模普及的基础，因此也顺理成章成了电动汽车的标配。
不过，1991 年索尼顺利帮助锂离子电池落地后，这项技术一直都没有大的改进。Zimmerman 相信，现在驱动全人类生活的锂电池已经触到了天花板。“谁不想让手机待机长点，而且没有爆炸的危险？”他说。“在我看来，锂离子电池已经走进了死胡同，在现在的技术条件下，它几乎已经没有改进空间了。”
电池组主要由四大部分组成：正极和负极、液态电解质和分离器。
正极被包裹在精心处理的金属氧化物泥浆中，主要用到了锂、钴、镍和锰四种金属。当电池放电时，锂离子会流向正极，产生电流。当电池充电时，锂离子则会返回负极，而负极一般由石墨制成。
那么如果没有钴呢？后果很严重。
钴的存在可防止电池过热，同时它也是电池稳定性的定海神针，没有钴的电池根本不可能安全充放多年。当然，它也是电池所用金属材料中最为昂贵的，电动车价格多年降不下来就是因为钴。
伦敦经济和投资银行 Liberum 的分析师指出，一公斤的电池正极材料中，钴价值 12 美元，而锂这种电池“冠名”材料其实才值 8 美元，另一种材料镍则只有 5 美元。
电池中用到的金属占了整体成本的四分之一。虽然美国爱达荷、阿拉斯加和澳大利亚都发现了新的钴矿，但它们投入生产要到 2020 年之后。
少用钴还是彻底剔除钴？
于是，身为材料科学家的 Zimmerman 将精力投向了一个开发程度相对较低的领域——电解质，虽然在传统锂电池中它们是起火的元凶。
在他看来，如果将现在使用的液态电解质换成固态的，电池安全性会大幅提升，重量也会降低（现在的电动车甚至要扛着 600 公斤的电池组“负重前行”）。最关键的是，这能减少钴的用量，甚至彻底从工艺方程式中剔除这一金属。
著名的英国科学家 Michael Faraday 其实 19 世纪 30 年代就发现世界上第一种导电固体了，不过在电池中它却始终不能正常工作（室温环境下）。
Zimmerman 经过不懈的努力，开发出了一种聚合物材料来填补导电固体留下的位置。
“它其实看起来就像一卷平凡无奇的塑料，而且塑料上都是孔。”一直在寻找固态电池解决方案的 Joy 说道。“不过，它确实大家期待已久，真正有可行性的新技术。”
咨询公司 Wood Mackenzie 的数据显示，丰田、奔驰等汽车巨头和戴森集团都在研发固态电池（Zimmerman 也算是固态电池的一种），今年上半年投在该领域的资金达到 4 亿美元。Wood Mackenzie 认为，到 2030 年固态电池就会成为电动车行业的主流，不过这项技术恐怕要到 2025 年才能真正落地。
