5分钟充电,续航300英里!我伙已呆,然后呢?

老张

科技的进步,总给人带来惊喜。继外国友人众筹由北京的雾霾制造的钻石之后,又有了一项振奋人心的技术出现了,那就是以色列的Flash-Battery技术。

Flash-Battery,是来自于以色列公司一家叫“Store-Dot”的科技企业。打开它的主页(http://store-dot.com/),可以看到这样的字样:

“Charge your electric vehicle for a 300-miles drive in just 5 minutes”。

五分钟充电,可以让电动汽车行驶300英里,合450公里,这是一个足以让人跌破眼镜的数据。五分钟充满,甚至与加满一箱油所需要的时间不相伯仲。似乎这一刻,一切捆着的电动汽车的技术问题,都有了新的解决方案。

对于这个技术,国内外媒体报道大同小异,信息量非常小。技术的描述,大致是说他是一个能够保存信息并连接形成更大结构的、由众多氨基酸的短链肽组成的储存器。因为微小的尺寸,它们可以提高电极和传递电子的电解质的性能,最后使得电池能在非常短的时间内充好电。这些氨基酸分子都可以从各式各样的低成本有机材料,如棉花等中获得,并且它们都是生物机理的自组装。因此,不仅在充电速度上占优,Store-Dot 设计的电池技术在成本上也比目前主流的锂离子电池要便宜不少,大概能降低一半的成本。

笔者常年在燃料电池,液流电池和锂电池的氛围里摸爬滚打,但对于这种基于生物学技术的电池,确实也没有太多的知识储备。只能去通过一些蛛丝马迹,去猜测这个技术的端倪了。

通过描述,这应该是一项基于生物半导体的纳米技术。生物半导体经常作为一种新型的存储器或传感器,在科学杂志上被报道。但是众所周知,这种技术属于“未来技术”,目前虽有不少的报道,但是其技术现状,还仅仅还是停留在实验室的阶段,离真正的商业化应用,还有很长的一段路要走。更别说作为电池技术应用了。

虽然这么说可能是心里有些阴暗了,但是还是不禁要想:Store-Dot是不是一个“欺诈”的公司?答案是否定的。根据《以色列消费电子报告2015》(《Israel Consumer Electronics Report 2015》)中,明确说明了Store-Dot是三星集团正式投资的以色列四家新兴公司之一。海外媒体,也有Store-Dot得到上千万美金投资的报道。排除其他什么足球俱乐部的老板这些“外行”投资人不谈,三星集团作为消费电子行业的大鳄,世界五百强企业,对技术前景、行业发展,以及未来市场的预测,应该还是有比较清晰的评判的。所以三星集团注资Store-Dot,至少可以证明,这家企业应该并不是一个完全的“空壳”。

那么这家公司技术特色是什么呢?

根据纽约的《Business Wire》的报道,Store-Dot的核心技术包括三项,分别是闪存技术(Flash memory)、图像传感器技术(Image sensors)和半导体材料技术(Semiconductor materials) ,这三种技术,也许都是基于生物半导体技术衍生出来的,因为确实这些都是生物半导体技术的应用方向。

到现在,仍没有搞清楚,这个生物半导体技术怎么跟电池扯上的关系。

在阅读不同媒体的文章和看了Store-Dot Flash-Battery Demo之后,突然有一个感觉:可能这个叫Flash-Battery神奇电池,并不是一个真正的电池,而是一个基于生物半导体技术的一个小型化低发热的大功率充电器。波士顿的《Jewish Advocate》,华盛顿的《Tribune Business News》,林肯市的《Environment News Service》等多家刊物在2014年报道的Store-Dot公司的手机快速充电技术,用的是“charger”。到了2015年,怎么又变成超级电池了呢?可能来自于Flash-Battery这个名字和官方的不大清晰的描述。如果这些不是Store-Dot故意释放的烟雾弹,那么大概就是媒体的误读了。如果真的如此,这个震惊世界的消息可能只是一场乌龙事件。

如果Flash-Battery真是一项超级充电技术,对于电动汽车产业而言,是不是也可以解决电动汽车充电的痛点呢。可能并不是那么乐观,电动汽车面临的问题还是很多。

快充电池

Flash-Battery Demo是针对手机开发的

首先,Flash-Battery Demo是针对手机开发的。其产品,批量生产后,针对手机的充电效果还未必可以保证。众所周知,手机的能量只有几瓦时,而对于电动汽车数十千瓦时的容量,是手机的数千倍甚至上万倍,这么大功率的充电器对于Store-Dot就是严峻的挑战,不知道需要多长时间,才能开发成功。

据 Store-Dot 公司官方消息称,他们已经试验了一种由 7000 个电池组成的电池组,其中每个电池都可以在数秒内被充满电。简单对比一下:特斯拉 Model S 目前采用的是相似的电池组技术,需要整整一小时才能充满一个 85kWh 电池组,可供汽车行驶大约 265 英里;而 Store-Dot 的充电速度,根据实验数据,仅与传统汽车加个油的时间相当。这段文字中有一个很有意思的事情,就是“每个电池都在数秒内充满”,这是不是意味着Store-Dot化整为零,用小型充电器是给电池充了7000次电呢?我们需要的是一个针对电动汽车切实可行的充电解决方案,而不是为7000个电池,配7000个充电器,更不是在手机电池上的实验数据,通过计算推导出的一个结果。换言之,作为电动车充电桩技术,Flash-Battery还不够成熟。

其次,即使充电器、电池组、电动汽车在这种“超级快充模式”下,不论是技术、成本、性能、寿命还是其他什么问题,统统都解决了。那么还有一个问题,电从哪来。假设我们真的5分钟充满了一个能跑450公里的电池组,假设这个电池组只有50kWh的容量,那么就意味着,我的充电功率要大于600kW(根据电池特性,要超过很多),如果有500辆车,同时使用这个技术充电,那么瞬时功率要远远超过30万千瓦,这是个相当庞大的数字。而付出这么大的代价,只是给500辆车充电而已。当然,本段开头所的假设的所有已解决的问题,实际上都是尚待解决的难题,有些还是世界级的难题。

也许我猜错了,Flash-Battery真的不是一个单纯的充电器,可能我们看到的Demo是一个集成充电器的“外置充电宝”,如果它真的有能量存储功能,那真是一个惊喜。因为与其不停地讨论正极材料,一方面艰难的提升电池的能量密度,另一方面,又对提升能量密度带来的成本和安全方面的负面影响搞得焦头烂额的时候,新的电池体系的出现,并不失为一种更有前景的技术方向。所以,我真希望我猜错了。如果能看到我们熟悉的电化学体系,正负极材料、隔膜和电池结构,电池的功率密度、能量密度和放电倍率……这些我们常见的描述电池的参数,而不是一个简单地基于生物半导体的技术思路(可能还算不上思路),可能会更加增强我对这个超级电池的信心。

但是有一点需要注意,即使我猜错了,这个植入生物半导体材料技术的超级快充电池,仍有很多问题存在。一项技术成为产品,需要时间去转化,电池的技术,则需要更长的时间。批量化性能参数的稳定,寿命稳定性的保证,成本的是否被市场所接受,使用过程中是否方便安全……每一道“关”都需要去攻克。所以即使我猜错了,那么我们见到Store-Dot真正的电池产品问世,时间也绝对不会是2016年,可能是2026年,甚至更晚的时间。

如果不幸被我猜中了,如前文所述,这个产品作为汽车充电桩的成熟度,也是远远不够的。不论是Store-Dot还是电动汽车厂家,或是市政配套设施,大家都没有做好准备。作为产品而言,我更期待的这款超级充电器手机版的尽快问世。那时我们将真正的看到这款划时代的产品。不过这款号称可以再1分钟充满1500mAh的充电器,按此计算,直流侧需要90安培的电流,不知道电线会有多粗,如果有Store-Dot有良心的话,应该不会小于15平方的线径吧。

2014年,可能可以称为石墨烯年,石墨烯+一切=无限可能。就像互联网思维一样的泛滥。西班牙 Graphenano 公司同西班牙科尔瓦多大学合作研发新型石墨烯电池被报道出来,并号称2015年出货,但是目前,似乎没有得到这个电池的消息。

2015年,似乎是脑洞大开的一年。摊煎饼的开始拍电影,做净化器的开始卖钻石,曾经一切看似天马行空的“诈骗行为”都成为了理所当然。在这个疯狂的年代,虽然扫个码,可能就能有免费的美食,免费的饮料,免费的交通工具。但是技术上的互联网思维,还是不要那么疯狂的好。除了把基础做实,没有什么捷径。虽然小米似乎是互联网思维+技术的成功案例,但是值得注意的是,这种成功只对于已经高标准化的产业(如手机)或低门槛的技术(如空气净化器)有效。作为关系到人生命财产安全的“大技术”,还是要踏实的沉淀和积累为好。

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老张 大牛作者

电池行业从业人员。长期从事“非主流”电池技术的开发工作。对电池界的新技术,新思路,很感兴趣。希望能和大家多多交流。


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