鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量：1162次 | 2018年12月25日
鋰電池是怎樣一步步改變世界的？
雖然鋰電池沒(méi)有摩爾定律，但它是汽車(chē)、手機(jī)市場(chǎng)被顛覆的基礎(chǔ)。
在你印象中，特斯拉是一家什么公司？純電動(dòng)豪車(chē)制造商、創(chuàng)始人艾倫·馬斯克的另一項(xiàng)大手筆投資，還是易到和Uber們的營(yíng)銷(xiāo)工具？它的創(chuàng)始人艾倫·馬斯克自己覺(jué)得，電池才是特斯拉最重要的生意。
“對(duì)特斯拉來(lái)說(shuō)，電池未來(lái)可能是比電動(dòng)車(chē)更大的生意。”馬斯克說(shuō)這話時(shí)，TeslaEnergy新生產(chǎn)品線剛發(fā)布一周。家用蓄電池Powerwall拿到了3.8萬(wàn)個(gè)訂單。這意味著連明年上半年的產(chǎn)能都被預(yù)定一空。同時(shí)，商用蓄電池Powerpack有2800個(gè)訂單，就連亞馬遜位于美國(guó)西部的數(shù)據(jù)中心也成了特斯拉的客戶。
無(wú)論是家用，還是企業(yè)用的特斯拉電池，它們都用來(lái)在電價(jià)低的時(shí)段存儲(chǔ)電力，在電價(jià)高的時(shí)段供電，以降低用電成本。不只如此，馬斯克還暢想借此構(gòu)建一個(gè)局域智能電網(wǎng)。
高性能電池組是特斯拉能夠與傳統(tǒng)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)競(jìng)爭(zhēng)的根本，而Gigafactory則是另一個(gè)馬斯克為了電池生意準(zhǔn)備的終極武器。除了為特斯拉電動(dòng)汽車(chē)提供電池之外，TeslaEnergy也將從這里出廠。這個(gè)比波音飛機(jī)工廠還要大的工廠，到2020年每年生產(chǎn)的鋰電池將超過(guò)2013年全球鋰電池的產(chǎn)能。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
然而這不是第一次有人試圖利用電池改變多個(gè)產(chǎn)業(yè)。在1881年成功找到批量生產(chǎn)鉛酸蓄電池的方法后，法國(guó)工程師CamilleFaure就曾想過(guò)用這種電池來(lái)造車(chē)和供給家庭用電。目標(biāo)也是有朝一日能夠取代電網(wǎng)。而鉛酸蓄電池也就是常說(shuō)的電瓶。舊式的電動(dòng)自行車(chē)、低速電動(dòng)汽車(chē)也多用的是它。
但這一次，馬斯克的想法或許真的會(huì)實(shí)現(xiàn)。特斯拉之外，還有許多完全沒(méi)有汽車(chē)制造背景的公司，因?yàn)殡姵剡M(jìn)入汽車(chē)行業(yè)。
中國(guó)汽車(chē)公司比亞迪一開(kāi)始是賣(mài)電池的。不過(guò)，比亞迪看起來(lái)更希望自己轉(zhuǎn)型成一家汽車(chē)公司。2003年已經(jīng)是全球第二大充電電池生產(chǎn)商的比亞迪，收購(gòu)了秦川汽車(chē)有限公司開(kāi)始造車(chē)。到2010年，公司推出純電動(dòng)車(chē)比亞迪e6，至今依然是中國(guó)市場(chǎng)賣(mài)得最好的新能源汽車(chē)。而一直做手機(jī)電池的飛毛腿也開(kāi)始涉足電動(dòng)自行車(chē)生意。
除了汽車(chē)，過(guò)去兩年里流行起來(lái)的新設(shè)備都和電池密切相關(guān)。大到無(wú)人機(jī)，AppleWatch這種一年銷(xiāo)售額能達(dá)到數(shù)十億美元的設(shè)備，小到電動(dòng)滑板、獨(dú)輪車(chē)這些跑在馬路上的便攜代步工具。
而驅(qū)動(dòng)這些設(shè)備來(lái)到我們身邊的，正是鋰電池的進(jìn)化。
IP67防水，充放電分口 安全可靠
標(biāo)稱電壓：28.8V
標(biāo)稱容量：34.3Ah
電池尺寸：(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域：勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
01、100年前，電動(dòng)車(chē)曾經(jīng)是主流
在馬車(chē)向汽車(chē)過(guò)渡的時(shí)代，有一個(gè)屬于電動(dòng)車(chē)的19世紀(jì)。
電動(dòng)車(chē)的發(fā)明幾乎比燃油車(chē)早了半個(gè)世紀(jì)。1841年化學(xué)家Robert用伏打電池就造出一輛重達(dá)7噸的電動(dòng)火車(chē)，時(shí)速只有2.4千米每小時(shí)。還不如一匹馬。燃油車(chē)后來(lái)遇到的尷尬，電動(dòng)車(chē)一早就體驗(yàn)到了。盡管開(kāi)起來(lái)比蒸汽火車(chē)安靜多了，但這輛電動(dòng)火車(chē)造價(jià)成本實(shí)在太高。
50多年后，人們?cè)诩~約街頭可以攔到美國(guó)費(fèi)城電車(chē)公司研制的電動(dòng)出租車(chē)。1897年電動(dòng)汽車(chē)就首次實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化。
再早10年，從1880年代開(kāi)始整個(gè)電動(dòng)車(chē)領(lǐng)域已經(jīng)充滿了競(jìng)賽。1899年法國(guó)發(fā)明家Camille往電動(dòng)車(chē)CGADogcart里塞了80組電瓶，時(shí)速達(dá)到峰值每小時(shí)66.6千米。同時(shí)，為這些汽車(chē)提供電池的英國(guó)Exide技術(shù)集團(tuán)旗下的富民牌電瓶，到今天依然占據(jù)著四分之一的世界市場(chǎng)。
這卻是電動(dòng)車(chē)衰落的開(kāi)始。之后很長(zhǎng)一段時(shí)間里，單靠鉛酸電池技術(shù)無(wú)法提升電動(dòng)車(chē)的續(xù)航和時(shí)速。在這場(chǎng)電氣革命中也曾開(kāi)過(guò)電動(dòng)車(chē)廠的發(fā)明家愛(ài)迪生表示，“只靠電這一種能源，是沒(méi)法維持整個(gè)世界的?！敝?，從19世紀(jì)末開(kāi)始，燃油車(chē)迅速占領(lǐng)了汽車(chē)市場(chǎng)。
1908年福特T型車(chē)在全美開(kāi)始普及。緊接著，一系列發(fā)明讓汽油車(chē)駕駛體驗(yàn)改善，成本也在下降。1912年CharlesKettering發(fā)明的汽車(chē)電機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)系統(tǒng)，讓司機(jī)擺脫了搖桿。開(kāi)車(chē)變得更簡(jiǎn)單，一時(shí)間婦女和老人也成了汽車(chē)銷(xiāo)售們當(dāng)時(shí)推銷(xiāo)的對(duì)象。20世紀(jì)初，早先發(fā)明的汽車(chē)消音器得到應(yīng)用，汽油車(chē)不再是咆哮的怪獸。
到1912年，汽油車(chē)至少比電動(dòng)車(chē)便宜一半。當(dāng)時(shí)，一輛電動(dòng)跑車(chē)的售價(jià)約為1750美元，而汽油車(chē)只要650美元。之后幾十年里，電動(dòng)車(chē)已然淪為游樂(lè)場(chǎng)里的兒童玩具或者高爾夫球車(chē)。
從智能手機(jī)到電動(dòng)汽車(chē)，鋰電池是怎樣一步步改變世界的？
1973年第一次石油危機(jī)正式爆發(fā)。同時(shí)美國(guó)、日本、英國(guó)等國(guó)家的主要工業(yè)城市早已出現(xiàn)了不同程度的空氣污染、水質(zhì)污染。鋰電池被各大電池公司和石油公司在實(shí)驗(yàn)室中成功研制，但應(yīng)用只停留在類(lèi)似醫(yī)療這些專門(mén)領(lǐng)域。鋰電池是不錯(cuò)的能源替代。
但真正做到量產(chǎn)的純鋰電池電動(dòng)汽車(chē)到今天也是極少的。而受限于速度和續(xù)航，目前汽車(chē)主流市場(chǎng)還被燃油（氣）車(chē)占據(jù)著。唯一可以說(shuō)商業(yè)上特別成功的豐田新能源車(chē)普銳斯還是油電混合動(dòng)力的。普銳斯作為完全混合動(dòng)力汽車(chē)，在汽車(chē)加速或者大負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，因?yàn)楦咝阅艿娜剂想姵?，電?dòng)機(jī)系統(tǒng)能夠更有效輔助驅(qū)動(dòng)車(chē)輪。
直到2010年特斯拉的ModelS鋰電池純電動(dòng)車(chē)才第一次被作為中高性能車(chē)銷(xiāo)售。之前，世界上賣(mài)得最好的純電動(dòng)汽車(chē)日產(chǎn)聆風(fēng)（Leaf）不過(guò)時(shí)速60千米每小時(shí)。而這幾乎是上兩個(gè)世紀(jì)的電動(dòng)車(chē)性能。
02、手機(jī)驅(qū)動(dòng)了鋰電池產(chǎn)業(yè)的前進(jìn)
如果你關(guān)注最近發(fā)布的電動(dòng)車(chē)，比如輕客、小牛電動(dòng)等等，會(huì)發(fā)現(xiàn)特斯拉ModelS使用的松下18650三元鋰電池，已然成為一批國(guó)內(nèi)電動(dòng)車(chē)公司的選擇。
本質(zhì)上這是一款廉價(jià)的鋰電池，國(guó)內(nèi)電池廠商也普遍產(chǎn)?！?8650”只代表電池外形大?。褐睆?8mm、高65mm的圓柱形鋰電池。其實(shí)該型號(hào)一般包括三款電池：鋰離子電池、磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池。如果時(shí)間往前推上一二十年，收音機(jī)作為個(gè)人手持設(shè)備還很火時(shí)，18650電池還包括同等大小的鎳氫電池。
從智能手機(jī)到電動(dòng)汽車(chē)，鋰電池是怎樣一步步改變世界的？
和鎳氫電池類(lèi)似，作為硬件標(biāo)配，鋰電池為人所熟知，也得從移動(dòng)設(shè)備說(shuō)起。1991年在日本電信公司NTT的技術(shù)支持下，索尼和旭化成商業(yè)化了第一款鈷酸鋰電池。它被迅速用到隨身聽(tīng)、攝像機(jī)、相機(jī)、手機(jī)、筆記本電腦等各類(lèi)便攜設(shè)備中。你可能比較熟悉早期設(shè)備包括索尼Walkman、NEC手機(jī)、摩托羅拉大哥大等等。
1993年光手機(jī)行業(yè)就消耗了500萬(wàn)顆鋰電池。到1994年，這個(gè)數(shù)字翻了5倍。1999年高通實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的智能手機(jī)首次用上了鋰離子電池。這一年功能手機(jī)在全球的銷(xiāo)量超過(guò)10億部。
從智能手機(jī)到電動(dòng)汽車(chē)，鋰電池是怎樣一步步改變世界的？
智能手機(jī)的出現(xiàn)對(duì)手機(jī)性能包括續(xù)航和處理速度都提出了新的要求。到今天，手機(jī)已經(jīng)相當(dāng)于小型電腦，比以往更加耗電。續(xù)航時(shí)間和處理速度之間的矛盾更加突出。手機(jī)內(nèi)部空間似乎成了最寶貴的地產(chǎn)。為了1平方厘米的空間，也會(huì)有無(wú)盡的投入。
從2010年到現(xiàn)在，SIM卡已經(jīng)縮小了兩圈；以蘋(píng)果為代表很多手機(jī)為了節(jié)省空間，將主板分散在各處。而電池是所占空間最大的零件，哪怕只是增加10%的電池密度，也能讓手機(jī)更薄一些。相應(yīng)地，這些需求也推動(dòng)著電池廠商開(kāi)發(fā)新技術(shù)。
同時(shí)，手機(jī)的巨大需求降低了量產(chǎn)成本。2007年總共賣(mài)出去了12億臺(tái)手機(jī)，其中包括1.2億部智能手機(jī)。到了2014年銷(xiāo)量達(dá)到25億部。每一部智能手機(jī)都需要鋰電池。量產(chǎn)過(guò)程中，鋰電池單位成本至少降低了50%。
如今賣(mài)得不錯(cuò)的電動(dòng)車(chē)都是混合動(dòng)力的。這些混合動(dòng)力車(chē)除了使用燃料電池之外，往往采用的是磷酸鐵鋰電池。2010年和特斯拉ModleS同臺(tái)競(jìng)爭(zhēng)的BYDe6，就是使用的這種電池。
在這進(jìn)化過(guò)程中，是一次鋰電池大戰(zhàn)：
從智能手機(jī)到電動(dòng)汽車(chē)，鋰電池是怎樣一步步改變世界的？
鋰電池大戰(zhàn)
1977年就提出利用嵌入化合物來(lái)制作鋰電池的MichelArmand從1980年代開(kāi)始就踏上了維權(quán)之路。期間不僅Armand自己的電池公司破產(chǎn)了，其就職的加拿大魁北克水電公司Haydro-Quebec投資的電池公司photechLithium還被Segway的電池供應(yīng)商Valence告到敗訴。
另一位專利持有人JohnGoodenough在電池領(lǐng)域久負(fù)盛名。不過(guò)，他也曾遺憾，在沒(méi)有專利授權(quán)的情況下，就把技術(shù)交給A123System商業(yè)化。A123System如今已經(jīng)是美國(guó)最大的電池公司，不但拿到了美國(guó)最大機(jī)械制造商百得集團(tuán)的訂單，還得到了美國(guó)國(guó)家能源部門(mén)的1000萬(wàn)美元扶持獎(jiǎng)金。
最近一兩年，A123System又從韓國(guó)電池公司LGChem手里搶回了雪佛蘭Volt的訂單。除了大公司，一撥創(chuàng)業(yè)公司也在做電池。一批電池業(yè)務(wù)出現(xiàn)瓶頸的公司，發(fā)現(xiàn)汽車(chē)是門(mén)大生意。要么自己造車(chē)，要么找汽車(chē)制造商合作。松下當(dāng)初愿意找特斯拉合作，很大程度是因?yàn)槟菚r(shí)電池業(yè)務(wù)的供應(yīng)范圍越來(lái)越窄。
03、鋰電池還改變了什么？
從智能手機(jī)到電動(dòng)汽車(chē)，鋰電池是怎樣一步步改變世界的？
智能手表：這是比手機(jī)更微型的電腦。微軟十年前的智能手表TimexDatalink是單色、只能接受FM無(wú)線電信號(hào)來(lái)更新數(shù)據(jù)。
今天AppleWatch可以連接WiFi，運(yùn)行應(yīng)用軟件。盡管不少人都在吐槽每天都需要充電一次的續(xù)航，但這已經(jīng)是以往難以想象的續(xù)航。
無(wú)人機(jī)：1990年代末，諾斯羅普·格魯曼公司為美軍生產(chǎn)RQ-4A全球鷹時(shí)，用的是普通有人噴氣式飛機(jī)所用的羅伊斯發(fā)動(dòng)機(jī)引擎，燒特種燃料，算上研發(fā)成本每架接近2億美元。
而今天的民用無(wú)人機(jī)，雖然還不能飛到萬(wàn)米之上，但用來(lái)拍拍幾個(gè)原本需要直升機(jī)的鏡頭足夠用了，而且要便宜許多。大疆標(biāo)準(zhǔn)版Phantom3的官網(wǎng)售價(jià)為4799元。2014年全球賣(mài)出了超過(guò)39萬(wàn)架無(wú)人機(jī)，絕大多數(shù)來(lái)自民用無(wú)人機(jī)。這些消費(fèi)級(jí)的無(wú)人機(jī)用的是鋰聚合物電池，和iPhone6采用的電池是同一種。
各種造型奇特的代步工具：今天走在馬路上，下一個(gè)和你擦肩而過(guò)，或許就是踩著風(fēng)火輪的。從電動(dòng)自行車(chē)、電動(dòng)摩托車(chē)到平衡車(chē)、獨(dú)輪車(chē)、滑板、滑板車(chē)等。它們的背后也都靠鋰電池在支撐。
現(xiàn)在電池制造商賣(mài)電池都順便搭售封裝定制。也就是說(shuō)，你需要把多少個(gè)鋰電池綁成什么樣子可以根據(jù)智能硬件的外形自由選擇。用不了多久，你會(huì)看到更多造型的智能硬件出現(xiàn)。
