等待超级电池出现

它们仍然无法与液体燃料的能量密度旗鼓相当。

如果必须用牛车将干草运送到市场，那么，在牛吃完所有的干草之前，车能走多远？简而言之，这是任何自带燃料的车辆运输系统都必须面临的问题。能量密度是关键值，该值与质量或体积相关。
大型蒸汽动力远洋邮轮的时代始于19世纪后半叶，当时全球的主要燃料仍然是木材。但没有哪一艘邮轮是用木材烧锅炉的，因为如果使用木材，那么留给乘客和货物的空间就太少了。每升云杉或松木等软木材的能量不到10兆焦耳，而烟煤在同等体积下，能量是软木材的2.5倍，在同等质量下，能量至少是软木材的2倍。相比之下，每升汽油的能量为34兆焦耳，每升柴油的能量约为38兆焦耳。不过，在一个渴望抛弃所有燃料（氢气或氨气除外）并将一切电气化的世界，储能密度的首选衡量标准是每升瓦时。按照这个标准，每升风干木材含有约3500瓦时能量，每升优质动力煤含有约6500瓦时能量，每升汽油含有约9600瓦时能量，每升航空煤油含有约1.03万瓦时能量，而每升天然气（甲烷）仅含9.7瓦时能量，不到煤油的千分之一。那么，电池与其将要取代的燃料相比如何？1859年推出的加斯顿•普兰特（Gaston Planté）铅酸电池是首款实际可用的电池，其能量密度从每升不到60瓦时逐步提高到了约90瓦时/升。1899年瓦尔德马尔•荣纳（Waldemar Jungner）发明的镍镉电池现在能存储超过150瓦时/升的能量。而当今最好的量产电池则是锂离子电池，这种电池的首个商业版本问世于1991年。目前，可大量用于商业用途的锂离子电池的最佳能量密度为750瓦时/升，这在电动汽车中很常见。2020年，松下公司表示，到2025年，该公司产品将达到约850瓦时/升的能量密度，而且不使用昂贵的钴。该公司的最终目标是生产能量密度为1000瓦时/升的产品。锂离子电池新的能量密度纪录经常刷新。2021年3月，Sion Power公司公布了一款能量密度为810瓦时/升的软包电池，3个月后，NanoGraf公司公布了一款能量密度为800瓦时/升的圆柱形电池。在这之前，也有公司表示实现了更高的能量密度，例如，QuantumScape公司在2020年12月提到了一款能量密度为1000瓦时/升的电池，而Sion Power公司则早在2018年就提到了一款能量密度为1400瓦时/升的电池。不过，Sion的电池来自试点生产线，不是常规大规模生产出来的，而QuantumScape声称的高能量密度电池则是基于单层电池的实验室测试，而不是任何商业可用的多层产品。实际上，该领域的领军者似乎是美国加州弗里蒙的Amprius Technologies公司。2022年2月，该公司宣布首次向新一代高空无人驾驶飞机的生产商交付能量密度高达1150瓦时/升的电池，用于中继信号。显然，这是一个小众市场，比电动汽车的潜在市场要小几个数量级，但它证实了能量密度在不断提高。在电池的能量密度可与液体燃料匹敌之前，我们还有很长的路要走。过去50年里，量产电池的最高能量密度大体上翻了5倍，从不到150瓦时/升提高到了700瓦时/升以上。不过，即便未来50年这种趋势延续下去，电池的最高能量密度也只能达到约3500瓦时/升，不到煤油能量密度的1/3。可为洲际航班提供动力的超级电池可能到2070年都不会出现。来源：悦智网 作者：Vaclav Smil版图就业提升滚动火热开班中！小班线上授课、线下实训！创新大讲堂芯片就业课推荐本课程75折返场进行中，随时取消！

新闻来源：EETOP，文中所述为作者独立观点，不代表icspec立场。更多精彩资讯请下载icspec App。如对本稿件有异议，请联系微信客服specltkj。