MIT 材料科学与工程学系教授、液态金属电池之父Donald Sadoway团队新产品:寿命长且容量稳定,价格低于锂电池!

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MIT 材料科学与工程学系教授、液态金属电池之父Donald Sadoway团队新产品:寿命长且容量稳定,价格低于锂电池!
麻省理工科技评论 2018年1月29日

2018年1月29日

什么是液态金属电池?它会是电网级储能的未来么?
Emtech China 液态金属电池
什么是液态金属电池?它会是电网级储能的未来么?

Donald Sadoway 的外型总是散发着一股英伦 007 探员的气质,而这个“007”却是用液态金属电池“把全世界的黑暗通通点亮”的男人!那什么是液态金属电池?它会是电网级储能的未来么?1月29日上午,这位全球储能电池领域的泰斗在 EmTech China 峰会上发表了精彩演讲,以下是演讲全文:

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我想和大家谈的是储能方面的创新,以及储能与其它一些领域的创新有何不同。和业界的做法不同的是,我们做事情多了些学院派的色彩,也就是说,我们现在所做的事情,可能是以前人们从来没有做过的。

那既然我们想要变革现有的整个行业,必然会耗费巨大的成本,所以我们需要在研究的阶段就开始考虑控制成本的问题。对于现代社会来讲,电力往往和现代化紧密挂钩,所以电力网络就显得格外重要,我甚至可以说电力网络就是世界上最大的供应链,而且要求零库存。而全世界有部分地区还是被黑夜笼罩,显然那里急需电力供应。

但要解决这个问题,就势必要涉及到储能的广泛应用。比如对于太阳能、风能这些可再生能源来说,它们普遍都具有间歇性供应的问题,所以如果要更好地发挥它们的效能,就必须要有一整套的储能解决方案。

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那现有的储能技术发展的如何呢?现状恐怕并不乐观。首先是大规模的储能设施并不像我们手机电脑上的电池一样简单,它必须满足安全稳定运行二三十年,否则就是一场灾难。另外,还必须保证其能够在运行上做到操作足够灵活,这也是其稳定运行的前提。还有很重要的一点就是要严格控制生产成本。在这里插一句,电池是由一位名叫Alessandro Volta的意大利教授发明的,在意大利10,000里拉的纸币上印有他的头像。

而且Alessandro Volta教授还有特别值得提的一点,那就是他证明了一位教授可以将自己的研究转化为有益的社会实践。这也极大地启发了我所从事的电池研究。首先,我意识到,我需要我的团队一起齐心协力,另外还有一点,要从设计伊始就要综合考虑到给制造商提供一定的生产便捷性。

但我们也在研发过程中受到了质疑,因为对于兆瓦级别的大型发电厂来讲,小小的一枚电池似乎怎么看都不太能满足他们的储能需求,就更不要提改变世界了。也的确有电池行业内的人说我们是疯了,但我想说的是,不要只着眼于固有的行业和已有的发明,一定要有创新。

所以我就把目光投向了电解铝行业,他们通常都配有很大的设备,一天24小时不间断工作,而规模效应会带来成本的降低,他们获取1千克铝的成本不足一美元。受此启发,我们将电解铝的步骤逆向操作,发明了液态金属电池,就可以实现大规模且廉价的电力存储。这就是我们以不同的视角去看待问题所带来的好处。而我的团队成员里没有任何一个是电池方面的专家,之前甚至都没有接触过电化学相关的研究,但他们都是聪明、没有偏见且无所畏惧的青年才俊,可以做出杰出的成果。

当然,进展也并不是一帆风顺的,一开始的时候,实验总是失败,但经过几年的研究之后,我们创造了奇迹,我相信二三十年之后,我们一定能够做出更多的成绩。

最后,谈一下我们的电池的效能,我们检测了1000多种电池,它们的成本都是非常低的。我们也取得了很多的科学成就,我们也于一周前《Nature Energy》发表过一篇文章,里面记录了我们的一些进展。可以说,我们的电池是非常特别的,它有很长的循环寿命,而且它的容量十分稳定,而且随着使用时间的延长,整个电池的损耗率也是非常低的,即便每一天都进行充放电操作,持续使用10年之后依然可以确保它能够保持初始容量的99%。

在取得了技术上的突破之后,我和我的学生们一起成立了一家公司AMBRI来专门生产液态金属电池。我们获得了来自比尔·盖茨的A轮投资,预计产品将会在两年后面世。

这里透露一下产品的具体信息:

1、体积为18立方米;

2、储电量1,000 kWh,功率为350kW;

3、支持1,000伏直流电;

4、总重15吨,合计每千克储能67Wh,要比锂电池便宜。

在室温之下,我们的产品的寿命为4年,但它却可以做到超过4,000次的充放电——相当于每天充放电一次可以使用10年,而且正如前面所提的,它可以在经过4,000余次的充放电后依然保有原有容量的99%。

最后,我想交流一下我的两点思考:

1、我们要有勇气去走出锂电池的框架,从中有所借鉴来发明我们自己的储能系统。

2、我们发现杰出的年轻人能够给我们很多灵感,激发我们去发明创造新的东西。只要有理性、毅力和坚持,就可以将微弱的可能性,变为不可阻挡的突破。

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