車用電池新時代？

更短的充電時間和更長的續航距離正成為新能源汽車製造廠家克敵製勝的最重要武器之一，如果不是唯一的話。一些科學家在他們創立的公司中，正在試驗製造下一代電池。這種電池可以讓電動汽車在幾分鍾完成內充電，並行駛數百英裏(下圖 ACS Energy LETTERS)。非但如此，新一代電池的製造成本還大大低於目前市場上普遍使用的電池。實際上，已經有領先的初創公司讓汽車製造商開始對這些技術進行道路測試，以確定它們的安全可靠性。

創新電池技術研發公司

加利福尼亞州聖何塞電池製造商 QuantumScape 是一家專注於創新電池研製的科技公司。QuantumScape 創始人兼首席執行官辛格 (Jagdeep Singh) 與斯坦福大學教授普林茨 (Fritz Prinz) 和斯坦福大學研究員霍爾姆 (Tim Holme) 合作，經過多年的實驗，開發了一種陶瓷材料，用固體材料代替在電池正負極之間攜帶能量的液體電解質，從而能儲存更多的能量。2022年6月26日，QuantumScape 宣布試生產出駕駛裏程650公裏、充電時間15分鍾的固態電池(下圖 TorgueNews)。該公司已在聖何塞建立一家工廠，並計劃2024年開始批量生產銷售新一代電池。

成立於2012年的 SES AI，是另一家從事下一代電池研究的創新公司。公司總部位於位於馬薩諸塞州沃本 (Woburn, MA) 的SES AI新型電池技術由麻省理工學院開發的。SES AI 使用的是混合電解質技術 -- 電池在鋰金屬陽極上有固體保護塗層，在陰極上有液體。SES AI 已經製造了一個107安培小時(Ah)的混合鋰金屬電池，這是世界上最大的，也是第一個足以驅動電動汽車的電池 (下圖 Seeking Alpha)。SES AI 於2021年第三季度在上海開建其混合鋰金屬電池工廠，預計2023年時完成這座達30萬平方英尺的上海 Giga 鋰金屬電池工廠建設。

其它幾家值得提及的新一代電池技術研發公司包括：位於加州阿拉米達 (Alameda) 的 Sila 公司，該公司開發了能顯著改善現有電池設計性能的材料，提供效能20%以上；位於華盛頓州西雅圖附近 Woodinville 的 Group14 技術公司，和加利福尼亞州帕洛阿爾托的 OneD 電池科學公司。這三家公司都已經找到了在電池內部使用矽，而非普遍使用的石墨，來儲存電能的方法(下圖 pv magazine)。矽比石墨能儲存更多的能量，從而使電池更輕、更便宜、充電更快。矽還將緩解美國對中國大陸提煉的石墨的依賴。Sila、OneD 和 Group14 正在華盛頓州的各自工廠加緊生產。Sila 公司今年5月宣布了一項協議，將從2025年開始向梅賽德斯-奔馳供應矽材料，用於其豪華運動型多功能車。而保時捷 (Porsche) 已宣布計劃在2024年前使用 Group14 的矽材料，盡管數量有限。Group14 首席執行官魯比 (Rick Luebbe) 表示，一家大型製造商將在明年部署該公司的技術，他表示，該技術將使汽車在10分鍾內充電。

創新電池接受考驗

QuantumScape背後的主要支持機構和個人包括大眾汽車 (Volkswagen)、比爾·蓋茨、穀歌和亞馬遜的首批投資者之一多爾 (John Doerr) 和特斯拉聯合創始人斯特勞貝爾 (J.B.Straubel)。SES AI 則得到了通用汽車 (GM)、現代 (Hyundai)、本田 (HONDA)、中國大陸汽車製造商吉利 (GEELY) 和上汽 (SAIC) 以及韓國電池製造商 SK Innovation 的支持。

目前，下一代新電池樣品正在接受汽車製造公司的路試考驗。SES AI 正與通用汽車和現代汽車合作，向他們提供了於演示的A樣品，使其成為與汽車製造商聯合開發鋰金屬電池的公司。

特斯拉前高管迪克 (David Deak) 表示，創新公司保證的更短充電時間和更長續航距離可能會以電池壽命為代價。“大多數新材料概念帶來了巨大的性能指標，但在其他方麵有所妥協，” 迪克先生如是說。無可否認，能否有任何電池通過實際道路測試是一個巨大的未知數。畢竟，在工廠裏生產數百萬塊電池要比在潔淨的試驗室裏生產幾百塊電池困難得多。這些新型電池是否能承受崎嶇道路、寒流、熱浪和洗車。汽車製造商還想知道這些電池是否可以充電數百次而不失去儲存電能的能力，它們是否可以在發生碰撞時不起火，以及它們是否可以廉價製造。

電池技術創新公司則對其開發的新一代電池信心滿滿。SES AI 首席執行官兼聯合創始人胡啟超 (Qichao Hu 下圖 YouTube) 表示，他們已經解決了製造更安全、更便宜、更強大的電池所需的基本科學障礙。現在的問題是如何將它們大量生產出來。SES AI 正著手解決規模生產的問題 -- 今年3月在上海開建生產原型電池的工廠，計劃從2025年開始向汽車製造商大量供貨。

如果一切順利的話，最多三年後咱就可以有續航距離500英裏以上、充電時間不超過10分鍾的電動汽車了。未來可期。

參考資料

Ewing, J. (2022). Advanced E.V. Batteries Move From Labs to Mass Production. The New York Times. 鏈接 https://www.nytimes.com/2022/07/12/business/electric-vehicle-batteries.html

Pitchbook. (2022). SES (Energy Storage) Overview. 鏈接  https://pitchbook.com/profiles/company/107282-89#overview

QuantumScape. (2022). Advantage. 鏈接  https://www.quantumscape.com/technology/#energydensity

SES. (2022). Our history. 鏈接 https://ses.ai/our-history/

Wiki. (2022). QuantumScape. 鏈接 https://en.wikipedia.org/wiki/QuantumScape

[西岸-影]

如今新電池技術蠻多的，斯坦福也出了一個，幾分鍾可以充滿。
這東西其實最重要的是成本，連特斯拉也在中國100%的車子換成LFP電池，可以隨時充電到100%，而不像美國的這種建議80%，這就大大增加了續航力。特斯拉在美國今年開始換這種電池。
LFP的優點並不僅僅是可以續航力高，也是便宜，因為不需要一種元素（忘了是什麽了），電動車如今價格還是太高，因此降低成本是重要的。而且特斯拉電池的壽命沒必要那樣長，你可能開一輩子都不到淘汰的程度，因此降低電池壽命並不是什麽大事情，如果能降低成本。
LFP與現在電池比，缺點就包括壽命低。美國如今已經有一批行程超過百萬的特斯拉了（設計值50萬），太瘋狂了，一般人很難開到這種裏程。

[槍迷球迷]

15分鍾完成充60度電，需要240千瓦的持續電力。 一個充電站如果有10個充電樁，就需要2.4兆瓦的持續電力。這是兩千四百戶人家日常所需。