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经济学人:电池时代 – 插上电池

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本杰明·富兰克林(Benjamin Franklin)把几个带电的莱顿瓶(Leyden jars)连接起来,并以军事术语命名它们为“电池”,迄今已超过两个半世纪。自索尼(Sony)发布商用可充电锂离子电池以来,已过去了25年。如今,锂离子电池被应用于无数智能手机、笔记本电脑和其他设备之中。在一个机器人、无人机、人工智能和虚拟现实技术的时代,锂离子电池缺少未来主义的魅力。其缺陷司空见惯、清楚明白:机场手机充电站旁拥挤的人群便是明证。然而,很少有技术领域会像锂离子电池那样有望在很短的时间内产生巨大的影响。

锂离子电池正日益离开人们的口袋,应用于电动工具、汽车、住宅乃至发电站。美国、中国和日本的汽车制造商正争相确保获得足够多的锂供应,为更电动化的未来做准备。争夺如此激烈,令这种在每块电池中少量使用的金属如今成为了世界上少数走俏的大宗商品之一。2015年最后两个月里,中国进口的碳酸锂价格增长了一倍多。

迄今为止,电池的使用受限于容量、成本和充电时间。但是,大规模生产正在克服这些障碍。1月在底特律车展上备受瞩目的不是某款汽车,而是一种电池——2017款雪佛兰Bolt上使用的电池。通用汽车公司的老板玛丽·博拉(Mary Barra)表示,这款汽车已经“破解了”融合超长续航里程和亲民价格的 “密码”。今年,电动汽车制造商特斯拉(Tesla)有望在内华达州巨大的电池工厂“gigafactory”开始大规模生产锂离子电池。中国对手比亚迪则紧随其后。去年中国公司十个月的电动汽车销量就超过了特斯拉自2008年以来的总销量。进一步发展电池产业是中国2016年至2020年五年规划中的重头戏。

电力提升

电动汽车并非需求的唯一来源。在提供更清洁的并网和离网电力方面,电池也扮演着越来越重要的角色。特斯拉今年将开始在南非、澳大利亚、德国和美国向房主出售定价3000美元、用于储存屋顶太阳能的家用蓄电池Powerwall。电力公司更进一步,正为发电厂安装数以百万计的锂离子电池,以求在需求高峰时段以及间歇性的风能和太阳能供电波动之际调节电力供应。美国加利福尼亚州已下令其电力公司在五年之内提供1.3吉瓦的非水电蓄电能力。虽然相较之下,全美的发电总量超过1000吉瓦,但加州的这一数字仍比目前接入全球电网的总电池储能(0.5吉瓦)多了超过一倍。2016年,一家配备电池的太阳能发电厂将在夏威夷投入使用,有望以低于柴油发电的价格在日落后供电。

前路依然漫长。目前,锂离子电池尚没有能力提供数小时以上的电网级储能。成本还是太高,而且近期锂价格的突然上升将促使研究人员辛勤研发其他类型的电池。然而,生产的电池越多,对它的理解就越深,性能也会提高。不断上升的需求和更高的价格最终也将使锂供应增加。锂对于电池的重要性正日益等同于硅对于半导体的重要性——即便存在一堆有价值的替代品,也仍被普遍使用。以这样或那样的形式,锂离子电池都是代表我们这个时代的技术。

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