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移动电量储存的远景

现在每个人都在谈论电池技术,2019年的诺贝尔化学奖甚至颁给了电池研究。移动能源存储已经给生活的各个领域提供了新的机遇——从移动电话到电动车辆,甚至医疗应用领域。

发布时间:Aug 4, 2020

移动电量储存的远景

全球研究成功案例:锂电池的胜利

纵观历史,各种技术层出不穷,对人类生活产生了深远的影响——锂电池技术就是其中之一。这项技术的最初发明创造动力来自于20世纪70年代的电子娱乐设备。当时人们开始寻找一种可以替代用于随身听或类似用途的一次性电池之类的东西。人们很快认识到锂电池具有巨大的潜力,因为它能量密度高,体积小,不容易受到记忆效应的影响。但也存在一些问题:它们高度易燃,在电池内容易造成短路。科学家必须解决这些问题,从某种意义上来说,他们一直都是在这样做。一个决定性的突破出现在约翰·古登诺(美国)、斯坦利·惠廷厄姆(英国)和吉野明(日本)的研究中。他们获得了2019年诺贝尔化学奖。1983年,第一款可充电锂离子电池制造成功。1991年由索尼公司在市场上发行。从那以后,锂电池便势不可挡。正如数据统计所示:到2019年,全球锂电池市场价值约为400亿欧元。预计到2022年,这一数字将增至600亿欧元。


从音乐到移动再到工业清洁:电池可以改善各种系统

想想你的手机、数码相机、笔记本电脑或手电筒吧:如今几乎所有的电子产品都离不开锂电池。锂电池技术比标准的镍镉电池或镍氢电池更轻、更小、容量更大、性能更好。这是家用和工商业环境中的实用设备如电动工具,园艺设备,吸尘器等等的一个重要因素。

电迁移率是另一个热门话题。锂电池可以相互连接,这意味着几个电池可以连接在一起形成一个电池组。从电动自行车、电动摩托车、赛格威到混合动力汽车、电动汽车和公共汽车,各种交通工具都使用了这种技术。即使在光电领域,锂离子电池也因其体积小、寿命长、维护需求低而被证明在能量存储方面很有用。家庭使用的标准寿命是6000次循环,加起来大约20年——大致相当于一个光伏系统的能量。

移动电量储存的远景


如今:锂离子。未来……该何去何从?

如今,锂电子技术无处不在,并在某些领域为可持续解决方案提供支持。甚至在有些地方它将无可取代。然而,电动性极大地增加了对能量存储方面的需求,以致于可能无法只依靠这项技术本身去满足。更别说更高的性能和更短的充电周期等问题了,尽管锂电池仍具有一定的发展潜力,但使用其他技术可能会更好地解决这些问题。最后,原材料(主要是钴和锂)的供应在中期可能会出现问题。

因此,寻找可替代方案的工作正在进行中。一种选择是固态电解质电池,它不含液体,只有固态电解质作为导体。预计电动汽车的续航里程将达到至少500公里,而充电仅需几分钟。目前的研究聚焦于材料和制造技术上。另一种选择是镁电池,它有望比目前的锂电池更强大、更经济、更安全。更不用说,作为原材料,镁比锂常见的多,而且更易回收。

移动电量储存的远景

我们需要哪里都用到电池吗?

可持续发展及循环再造。

从可持续发展的角度来看,锂离子技术有利有弊。一方面,它被广泛用于电动汽车和光伏发电系统的能量存储——这是迈向更加环保未来的关键步骤。另一方面,目前电池的使用几乎没有什么限制——甚至连运动鞋和套头衫都亮着灯,吸管上也装饰着led灯!这与我们合理利用资源的理念背道而驰。电池回收则是另一个问题,因为现有的方法不足以处理大量的汽车电池。

据预测,钴和其他材料将很快出现供应短缺,因此解决方案正在制定中。例如,热熔断法可以用来回收钴、镍和铜。另一种方法是在氮气环境中粉碎高度易燃的电池。在被粉碎的剩余物中,我们可以回收到石墨、锰、镍和钴。然后,再生电池的碳耗用量比新制造的电池低40%。方法还有很多的变化,但是目标是一样的——节约能源和尽可能多地重复利用。

“二次生命”计划有另外一个方法,就是使用旧电池进行电力贮藏。电动汽车的电池在使用了八、九年之后,已经不能满足续航需求,所以必须更换——但它们仍然可以使用。因此,许多汽车制造商打算在大型电力贮藏中使用这些蓄电能力较低的电池。

电池技术的发展日新月异,未来的发展之旅将会是一件特别激动人心的事情。

移动电量储存的远景

德国卡赫和电池技术:

我们模块中心储能系统经理Jan Becker博士回答了以下四个问题:

德国卡赫第一次把电池供电的设备推向市场是什么时候?

我们的产品组合中有电池的产品已经超过30年了,它们提供了所有常见的优势。我们总是问自己,这些电池产品的应用对我们的客户来说最有意义的哪方面?以及如何应对技术挑战。

随着Karcher电池宇宙的出现,你现在推出了两个新的电池平台。开发这些的重点是什么?

有几个重要的因素需要记住——包括性能和运行时间的提高,以及显示充电时间和剩余运行时间精确到分钟的显示。我们有不同容量的18伏和36伏电池,并且所有电压等级的电池都适用于所有设备。

新电池系列包括哪些产品?

在家居和花园系列,新电池产品自2019年春季开始上市。该系列产品包括中压洗衣机、干湿吸尘器和各种园艺工具。我们的专业系列将于2020年推出,包括湿式和干式真空吸尘器,以及维护绿色空间的专业工具。我们是世界上第一家推出商用电池动力高压清洁机的公司。

锂离子电池还将存在一段时间,但新技术已经在起步阶段。我们来看看德国卡赫的回应。

我们的平台设计使我们能够很轻松地将新的技术应用到我们的界面中。这是一个我们可以为客户提供的面向未来的解决方案的重要方式。