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德國立項評估下一代高能電池技術前景

隨著大型電池市場需求的日益高漲，旨在替代鋰離子電池的下一代高能電池技術層出不窮。德國最新設立了一個評估項目，計劃用3年時間從電池能量密度、成本和資源可用性等方面盡早對下一代電池技術的競爭力進行現實和科學的評估。

據德國明斯特大學發布的新聞公報，由德國聯邦教育和科研部出資支持的這個評估項目將由明斯特大學電池研究中心負責協調，由德國亥姆霍茲聯合會下屬的于利希研究中心等多家研究機構和大學的研究人員參加。

該項目將重點評估鋰空氣電池、鋰硫電池、鈉基電池和全固態電池的發展前景。明斯特大學的專家說，這些被稱為“明日之星”的下一代電池理論上比目前最常見的鋰離子電池能量密度要高得多，但這些電池目前還處于基礎研究階段，面臨體積較大、自放電率過高、壽命短等挑戰。

德國研究人員將從理論和實驗等方面對這些所謂“后鋰電池技術”和目前最先進的改良型鋰離子電池進行比較研究，以期科學地回答目前汽車等使用的鋰電池技術是否很快會被取代以及“后鋰電池技術”到底有多大競爭力等問題。

芬蘭研發鈦酸鋰新合成技術

鋰離子電池在移動應用中發展迅速，然而目前鋰離子電池所使用的材料價格昂貴，電池使用壽命相對較短。研究人員正在為新一代鋰離子電池開發新型材料，其中鈦酸鋰極具發展前景。這種化合物的原料易于獲取，使用安全，易處理或回收；最重要的是，相比于目前的電池技術而言，使用這一材料制造的電池具有明顯更長的周期和使用壽命。然而，該材料的主要問題就是電導率低。

東芬蘭大學科學家的研究開啟了新的電力存儲應用。近來該項研究發表于在亞洲國家擁有廣泛受眾的《合金與化合物雜志》。亞洲地區的鋰離子電池生產正在廣泛興起。

研究人員Tommi Karhunen表示：“電導率問題可以通過生產納米尺寸、高表面積的晶體材料來解決，或者是通過利用高導電性的摻雜劑修改材料成分來解決。在UEF細顆粒氣溶膠技術實驗室，我們通過采用簡單的一步式氣相工藝，成功研發了鈦酸鋰納米尺寸、高表面積的晶體和高導電性摻雜劑這兩種材料。”細顆粒氣溶膠技術實驗室負責人Jorma Jokiniemi表示：“由上述材料制作而成的鋰離子電池的電化學性能前景很好。該電化學性能是與芬蘭屈德紐斯科科拉大學聯盟Ulla Lassi教授帶領的研究小組共同研究。其最重要的應用在于電池配備，例如，電動公交車需要快速充電，混合動力車和電動汽車需要高電力。”

日本研發出耐溫性強的新型鋰離子電池

日本日立造船公司近日宣布，已研發出耐溫性強、起火隱患較小的新型鋰離子電池。該公司將進一步推進大型化及批量生產方面的研究，最快將在2020年把其推向市場。這種電池力爭用于電動汽車或用作醫療儀器的電源，公司希望在有關方面供貨。

日立造船對用于手機和筆記本電腦的鋰離子電池進行了結構變動。以往的鋰離子電池用液體傳輸電，只能在0～40℃的情況下使用，而此次研發的新型電池通過用固體輸電實現了100℃高溫和0℃以下的運作。這種電池不會出現液體泄漏的情況，起火隱患也較小。本田研究所將用日立造船提供的試制品開展有關試驗。

豐田汽車及索尼公司也在為實際運用固體輸電的新型技術展開研究。據悉，日立造船通過獨特的加壓技術讓固體層變薄，確保電流暢通，從而在實際運用方面取得了巨大進展。

澳大利亞開發出超級充電寶

最近澳大利亞公司開發了一款微型口袋式充電寶，號稱5分鐘之內充的電量可以供iPhone 6充滿電。這款新型充電寶名叫“ASAP Dash”，它的充電速度比標準便攜式充電寶快16倍，電池的壽命最高可以延長4倍。ASAP Dash由澳大利亞悉尼團隊開發，負責人叫文森·勞維。

目前市場上的快速充電寶電量不到2000毫安，而ASAP Dash可以存儲5000毫安電量，這意味著充電寶充電一次可以供手機使用至少48小時。ASAP Dash開發商表示：“我們為快速充電技術申請了專利，無論是在充電速度還是容量方面我們都比最接近的對手領先很多，我們的技術可以讓您不再為電量擔憂?！?/p>

移動技術專業網站Pocketnow高級編輯喬·李維認為ASAP Dash的解釋不夠清楚，他說：“充電5分鐘，便攜式充電寶可以充入的電量就足夠為iPhone 5充滿電了，充電15分鐘就可以讓iPhone充3次。的確不錯，但是給iPhone充電的速度并不會比插在插座上快?！?/p>

換言之，ASAP Dash充電寶的充電速度的確超級快，但是手機完全充滿電的時間還是一樣的。ASAP Dash從0充電到100%只要15分鐘，并不表示該充電寶能在5分鐘內將手機充滿電。不過ASAP Dash如果將技術引入到手機，那么手機在5分鐘內充滿電將是完全可能的。

李維進一步解釋說：“我們可以打個比方，將充電寶比作裝水的水桶。當你給水桶裝水時如果管子小，裝滿水要花的時間就會長些，但是一滴水也不會漏掉。如果你用大管子，比如用消防帶，一兩秒鐘水桶就會裝滿，但是你必須密切注意并調整水壓，否則就可能損壞水桶，到最后桶中可能一滴水也沒有?！?/p>

那么ASAP Das會損壞手機嗎？李維相信不會，因為最終它只是一個內置快速充電功能的便攜式電池充電寶。制造商解釋說，當手機充滿電后，電池就會被切斷，防止過度充電。

如果電池使用時間超過了電池循環壽命，電池電量就會快速流失，更換電池一般都是因為這個原因。一個循環就是電池從沒有電到充滿電，每個電池的循環次數都是有限的。標準電池的循環次數一般為100～300次，電池組最高可以循環500次。而制造商表示ASAP Dash可以循環1200次。

ASAP Dash充電寶已經開始通過Indiegogo網站銷售，定價89美元。今年6月開始該產品將面向國際市場出貨。

聯合國民航組織禁止客機運輸鋰離子電池貨物

聯合國國際民間航空組織(ICAO)近日頒布臨時禁令，鑒于鋰電池可能引發火災，將禁止所有可充電鋰電池通過客機托運。ICAO總裁奧盧穆伊瓦·艾盧稱，這項禁令將被嚴格執行，ICAO將會對鋰電池的包裝運輸設計新的方案。好在這一規定只適用于在商用客機貨區里運輸的鋰電池，乘客和機組人員隨身攜帶裝在筆記本電腦里面的鋰電池并不在禁令之內。

雖然ICAO的決定并無約束力，但大多數國家會跟隨它的做法。最新的安全規定將于2016年4月1日開始生效，直到ICAO和它的合作伙伴發布針對鋰電池的最新防火包裝標準，預計這一標準將在2018年出臺。

美國聯邦航空管理局近期警告乘客不要在托運行李里放鋰電池，因為它們有點燃并引發客機貨倉火災的風險。

典型的鋰離子電池由兩個電極與一種液體或者凝膠體電解液構成，由電解液在兩個電極之間輸送帶電粒子。電池如果破損、短路或者過充電，會生成熱；如果溫度達到大約150℃，電解液可能會燃燒，進而引發爆炸。

最新研究試圖解決這些過熱問題，例如斯坦福大學發明了一種在電池過熱時會自動關閉的方法；開發出第一款商業鋰離子電池的索尼公司也在研發更安全更有效的替代品，例如鎂硫電池，但是它們至少要等到2020年才可能問世。

中國動力鋰電池市場火爆 日韓企業爭相在華建廠

無論從汽車保有量，還是汽車產銷量數據來看，中國毫無疑問已成為全球新能源汽車的最大市場。動力鋰電池的需求將在未來幾年迎來高峰，而新能源汽車市場的爆發更是促使日韓動力電池供應商紛紛進入中國建廠，希望為中國本土車企提供最完善的服務，從而在競爭中占據有利位置。

LG化學在中國

作為世界三大電動汽車電池供應商之一，韓國LG化學公司最近與美國汽車廠商克萊斯勒簽署電池供應協議，向后者的插電式混合動力小型貨車提供電池和電池管理系統，預計今年年底開始投入生產。至此，LG化學已經與美國汽車市場“三巨頭”建立了合作關系：2009年LG為通用Volt提供電動汽車電池，2010年與福特達成合作意向。LG化學能源存儲部負責人Lee Ung-beom在一份聲明中表示：“我們力爭在全球電池市場占據領導地位，與美國三大汽車廠商建立合作關系有助于我們達成目標?！?/p>

在中國，2015年8月LG化學與長安汽車簽署價值數千億韓元的訂單，為后者的插電式混動車供應電池；2015年9月LG化學與奇瑞汽車達成合作意向，為后者的電動車供應電池。LG化學發言人表示：“奇瑞將有數千輛電動車會使用我們的電池，這也進一步鞏固了我們在中國市場的地位?！背陨蟽杉彝猓琇G化學在中國的客戶還包括長城汽車、東風汽車等。

松下、LG以及三星等國外電池廠商吸引眾多汽車廠商的一個原因是，它們在電池的一致性、穩定性、循環壽命等方面都有比較大的優勢，對下游整車廠的吸引力也大?！耙訪G化學為例，其不但是福特、大眾、奧迪、日產等汽車巨頭的供應商，長城汽車、長安汽車、奇瑞汽車、上汽集團等國內汽車廠商也被其收入囊中。以長安汽車為例，LG化學從2009年起與長安汽車開展有關電動汽車電池技術的合作，為長安汽車2016年以后量產的插電式混合動力汽車提供電池?！眹鴥纫恍履茉雌嚿鲜泄矩撠熑嗽诮邮苊襟w采訪時表示。

憑借對國內新能源汽車政策與趨勢的精準認知，LG化學很快與國內眾多汽車企業達成合作關系，并快速敲定在華投資意向。

LG化學南京工廠于2015年10月竣工，計劃從2016年開始在中國供應超過55萬件電池產品。南京基地將與韓國吳倉、美國霍蘭德工廠一起，構成LG化學全球三大電池生產基地，在這樣的布局中，韓國吳倉工廠將成為補充與調節功能的生產工廠，南京與美國工廠主要滿足當地的客戶需求。LG化學在美國每年生產的電池可以供12萬輛插電式混合動力電動汽車使用，韓國生產線的產能為35萬輛，中國則為18萬輛。

日韓電池企業紛紛來華建廠

據中國汽車工業協會數據顯示，2015年新能源汽車產銷 340471輛和331092輛，同比分別增長3.3倍和3.4倍。在未來幾年，這一趨勢還將繼續翻番。國內汽車廠商如長安汽車宣布將在未來10年內投資180億元用于新能源項目開發，計劃投放新能源車型34款；奇瑞希望2020年新能源汽車銷量達到20萬輛；北汽也在近期將2020年的新能源銷量目標從此前設定的20萬輛提升至40萬輛。

除了LG化學在中國建廠外，三星SDI電池工廠在西安投產，其生產線將年產4萬輛高性能汽車動力電池。而松下將在大連投資500億日元 (約合人民幣27億元)建立電池工廠，以增加對汽車廠商的電池供應量，預計將于2017年投入生產。松下的目標是讓電池業務在中國的年營收達到1000億日元(約57.9億元人民幣)。2015年由于特斯拉Model X進入量產階段，松下將電池產能傾斜全部供給特斯拉這樣的大客戶，而他們的產品由于電池產能不足造成出貨延期，最后只好選擇LG或三星的鋰電池作為替代品。

近兩年關于出行類的創業項目炙手可熱，電動滑板車、電動助力自行車、電動平衡車、電動踏板車以及電動汽車等等，極大地刺激了鋰電池的需求。根據市場咨詢公司B3的報告，全球電動汽車電池市場規模預計2020年將達到182.4億美元，比2013年(只有32.6億美元)增長超過5倍。

美國布魯姆能源公司在紐約部署燃料電池系統

美國布魯姆能源公司(Bloom Energy)將為摩根士丹利公司設在紐約時代廣場的全球總部附近安裝一個燃料電池系統。

這個在百老匯1585號部署的燃料電池項目預計2016年底全面運行，將為摩根士丹利的建筑提供約750千瓦的全天候高品質電源，相當于每年提供約60萬千瓦時的清潔電力。

布魯姆能源公司采用固體氧化物燃料電池技術，通過效率更高的電化學過程取代燃燒過程，產生清潔、可靠的電力，與傳統的生成和傳輸電力方式相比，將大幅減少溫室氣體排放量。

布魯姆能源公司首席運營官吉姆·羅森塔爾說：“我們的燃料電池在紐約成功部署后，這個項目進一步體現了我們如何提高燃料電池設施的可持續性和靈活性，同時控制成本，并為我們的業務和股東，以及我們的地球負責?！?/p>

“最近的巴黎氣候協議，呼吁全球各國政府和企業領導人重新構想我們的電源世界，而這個項目在曼哈頓演示清潔分布式能源如何部署在現場，即使在城市地區也可以部署?！辈剪斈纺茉垂局饕獎撌既撕褪紫瘓绦泄偃R科寧斯里達爾表示，“我們對摩根士丹利公司繼續致力于清潔能源表示歡迎，并對紐約州推動采用清潔分布式發電表示贊賞。”

這一項目是由紐約州能源研究和發展管理局通過可再生能源中長期信貸合同的可再生能源組合標準(RPS)，獲得的主要開發可再生能源項目。布魯姆能源公司在美國和日本已經擁有超過200個燃料電池計劃，而在紐約州有10個計劃正在進行。

英國公司開發氫燃料電池手機

對于現代人來說，最煩人的事情莫過于拿起手機準備拔打重要電話或者發一個重要郵件，結果發現手機沒電了。而英國Intelligent Energy公司宣稱通過采用氫燃料電池技術，可以將手機的續航時間提高到一周。

近日，Intelligent Energy獲得了 760萬美元融資，該公司正在與一家新興智能手機制造商合作開發植入氫燃料電池的智能手機原型機。Intelligent Energy消費電子部門代理總經理Julian Hughes表示：“最近幾周，我們正在與OEM合作，我們向他們展示了氫燃料電池植入智能手機之后能做什么事?！毙菟惯€說，消費者受到電池續航時間的困擾，公司相信燃料電池是一個解決方案，目前智能手機的電池創新跟不上設備能源需求的增長。

Intelligent Energy的 CEO Henri Winand補充說，最快兩年內技術就可以推向市場。Intelligent Energy認為氫燃料電池可以植入到手機中，同時又能保留設備的現有技術，充電一次手機將可以續航一星期。

但是，氫燃料電池是通過氫氣和氧氣的化學反應產生電能，在產生電流的同時它還會生成水。如何將水排出手機是一個關鍵的挑戰，水不能弄濕口袋，也不能損壞設備。還有一個難題：如果給手機安裝了氫燃料電池，用戶不可能將電源線連到插座上就為手機充電。電池內的氫需要更換，制造商必須克服這個難題。將氫燃料電池裝入手機，用完即丟，這也許是個選擇。除此之外，Intelligent Energy與合作伙伴還必須找到辦法來降低成本。

氫燃料電池已經在其他產品中使用。今年年初時，Intelligent Energy展示了一款無人機，它就安裝了氫燃料電池；汽車商也已經在部分汽車中安裝氫燃料電池。

發電效率全球最高東芝新一代純氫燃料電池系統投入測試

近日，在日本東京都大田區巖谷加氫站，東芝公司開發的擁有全球最高發電效率的新一代純氫燃料電池系統正式投入實證試驗運行。本次運行的700瓦純氫燃料電池系統是在2014年機型的基礎上開發而成，新產品在大幅提升氫利用效率的同時，通過改良電池材料，優化了電池電壓特性，發電效率達到了55%的全球最高水平，綜合效率達到95%。

此外，由于該系統直接采用氫作為燃料，發電過程不僅可以做到二氧化碳零排放，而且啟動發電只需要一到兩分鐘即可完成。本次試驗將持續到2017年，在此期間，技術人員將進行運行數據的采集工作，完成運行方式和應用前景等多方面驗證。

按照計劃，通過氫氣發電產生的電能，將用于巖谷氫站內的便利店照明，此外，發電過程中產生的熱水也將用于便利店內的清洗。

此次投入試驗運行的電池系統屬于日本山口縣2014年公開征集的“山口產業戰略研究開發補助金”項目，在與山口液態氫株式會社、長府工業株式會社、巖谷產業株式會社共同承接后，東芝承擔了純氫燃料電池系統的開發工作。

為加速推動氫能源社會發展，東芝集團以“二氧化碳零排放、創建可持續發展的安心、安全、舒適的社會”為目標，在今后仍將繼續大力推進各項舉措，為建設全球綠色生態體系做出貢獻。

歐洲開發出電動汽車液流電池技術

來自歐洲列支敦士登的NanoFlowcell公司近日將推出注入跨界風潮的首款低電壓汽車Quantino。NanoFlowcell公開表示：得益于旗下液流電池技術的開發與運用，Quantino概念車有望于今年實現量產，并且這款概念車已經順利通過了量產前的全部測試。

液流電池技術作為一種依靠活性物質呈循環流動液態的氧化還原電池科技，已在日本用于電站調峰和風力儲能等設施，大功率的電池儲能系統已全面投入使用。而此次應用于電動車上的液流電池技術則預示著此項技術進一步完善，從而跨界邁進到電動車的發展進程之中。相比于傳統鋰離子電池技術，Quantino概念車所應用的液流電池技術具有充放電效率高、可靠性強、無污染、易回收等獨特優勢，而這也恰巧符合了當今環保人士的購車訴求，以及嚴苛的環保法規。

液流電池動力系統的工作原理相對簡單，正極電流與負極電流分別緩緩流過隔膜兩側，并且通過隔膜進行離子交換，便實現了電池組之間的反應。通常情況下，液流電池可像其他電池一樣補充電量，或是補充離子液。然而Nano-Flowcell液流電池的工作原理完全不同。隨著電能的釋放，離子液當中的電解質蒸發，使儲油罐耗盡，并等待重新填滿。Quantino這款概念車采用四輪驅動系統，每只車輪均配備一臺電動馬達，并且搭載兩組燃料箱，用來儲存離子液體，其中一組燃料箱釋放正電荷，而另一組則攜帶負電荷。該車可以用一組雙分叉的噴嘴，在同一時間內，分別加滿正極和負極兩組燃料箱。

值得一提的是，Quantino概念車所采用的四驅系統將成為里程碑之作。在搭載汽油引擎的車款中，所謂的四輪驅動系統分為諸多種類，包括分時四驅、適時四驅、以及全時四驅等，但由于Quantino概念車的每一只車輪均裝配一臺電動機，因此電能可根據當下需要，從而驅動任意車輪，并且合理分配動力。在設計上省略了差速器、傳動軸等一系列機械結構，最終降低車重，以發揮電能的最高使用效率。

Quantino概念車的雛形已于2015年正式亮相，它是一款應用低電壓系統的電動汽車，額定電壓僅為48伏，但是可以產生200安培的電流。這意味著整套系統可以釋放出巨大的電流，從而供給4臺額定功率為25千瓦、峰值扭矩為182牛米的電動機，并且最高時速超過200公里/小時。量產版本的2016款車型也有望配備48伏的低電壓系統，而且可爆發出81千瓦的最大輸出功率。NanoFlowcell并未提及新車的續航里程，但在測試中，這款概念車的續航里程已達621公里。即使最終有大幅度削減，仍然比大部分的常規動力車款更具優勢。

NanoFlowcell將在日內瓦車展上正式發布Quantino概念車，并計劃推行一項關于Quantino的未來可行性研究。

除 Quantino車型外，NanoFlowcell還有望發布另一款車型——Quant F運動型跑車。這款四座概念車也應用了液流電池技術，同時動力儲備大幅升級。四輪驅動設置能夠釋放出高效動力，爆發出802千瓦的最大輸出功率，極速可達300公里/小時，如此強勁的動力參數甚至超越了當今不少超級跑車。

專家們認為液流電池技術也可以運用到其他領域。例如，在非高峰時間，離子液體可以用來儲存電網能源，其傳動系統可以為其他種類的運輸工具提供能量，如火車、卡車、飛機甚至太空飛船。Nano Flowcell的首席技術官和開發人 La Vecchia表示：“離子液體具有不易燃、無毒、無排放物，以及不會釋放較高壓力等優勢。因此在船上儲存方便，將其建立成加油網絡系統也相對簡單便捷?！?/p>