用于电动汽车的廉价新电池


  一家新成立的公司将致力于解决如今电动汽车所面临的最大问题——电池的成本。

  这家叫做24M的新公司是从领先的电池公司A123 Systems中分离出来的。它将研发出一种新型的电池,源自于由蒋业明——麻省理工学院的材料科学教授、A123 Systems公司的创始人——领导的研究成果。他表示,这种电池的设计可能减少85%的成本。

  在许多电动汽车中,仅电池组的成本就超过10000美元。减少85%意味着可以使电动汽车能与汽油车相竞争。

  这家新公司已经筹集了1000万美元的风险投资基金,大约有600万来自美国能源部先进研究计划署(Advanced Research Projects Agency-Energy,ARPA-E),其将为该公司与麻省理工学院以及罗格斯大学(Rutgers University)之间的合作提供资金。A123 Systems公司将与新公司密切合作,并持有其股份。新公司的名字代表“24摩尔”,指的是物质的浓度水平——蒋业明神秘地称之为该公司的“技术象征”。

  蒋业明没有说太多关于新技术的细节——比如到底是用何种材料制成的。但他表示,新电池使用了“半固体”储能材料(而不是如今大多数电池所使用的固体电极材料),并且它结合了传统电池、燃料电池和一些被称为液流电池的优良特性,同时摒弃了这些电池中的一些缺点。

  锂离子电池适用于笔记本电脑,其将在今年底新上市的新一轮电动汽车中使用,其优点在于,电极材料可以储存大量能量。但需要处理能量的电池组占据了太多空间,并增加了成本和质量。蒋业明说:“在典型的可充电电池中,只有一半是实际储能材料。其余的都是辅助材料。我思考了一个问题好几年——如何增加该设计的效率?”

  减少材料用量并不容易。为了从电极材料中获取有用的电流,这些材料不得不在铂片上铺开非常薄的薄层,占据了电池内部的许多空间。

  燃料电池和液流电池并不存在这个问题。二者的储能材料——如氢燃料或液体电解液燃料——可以流动通过薄膜,很容易释放能量。

  燃料电池的问题在于它不可以用电流来充电——你需要将燃料桶重新注满。假如燃料可以大量获取的话,这就没有问题,但现在氢很难获取。液流电池需要大量的电解液,因为它们的能量密度很低。蒋业明说:“这就像在管理一个装满腐蚀性液体的游泳池。”因此,液流电池不适用于汽车。

  蒋业明说,就像燃料电池,新电池可以存储大量能量且无需大量的辅助材料来提取能量。而且它保留了可充电性和锂电池电极材料的能量密度。因此该电池可以在较低的成本下存储相对较多的能量。但他有意回避了其中的原理,只说:“该电池的最终形态将看起来不同于传统电池和液流电池。”

  蒋业明表示,新的电池设计可以与一系列电池化学一起工作。迄今为止,他已经研制了一个概念验证电池——用来获得美国能源部先进研究计划署的拨款。但他说:“还有许多工作要做。”他正在设定一个五年计划,让这一系统完成实际应用。