英国电池革命的幕后花絮

大卫·格林伍德教授对于热情洋溢的学术界人士，痴迷于在英国创建全新的高科技电池产业的十年使命，非常热情好客。

当我在沃里克大学校园深处的沃里克制造集团（WMG）的巢穴里遇到他时，他刚刚与附近一所女子学校的一个小组一起度过了几个小时，向学生们解释了WMG实验室内部发生了什么-他和另外150名研究人员在这家兼营的电池工厂中，不仅制造出更好的电池，而且还设计了一些流程，这些流程将使其价格可承受且易于在我们的汽车行业急需的大量产品中制造。

格林伍德（Greenwood）是英国工业界最优秀的解释者之一，他的过失一直被起草到各种倡议，研讨会和无休止的技术委员会中，以其著名的理解新事物的能力以及为那些我们无法理解的人们提供简洁的背景信息。他说，与学生会面很有趣，也是工作的重要组成部分。

他说：“我们的电池行业很快将需要成千上万的合格人员，而目前我们有数百名合格的人员。”“这些只是我们将需要的那种人。他们是年轻女性这一事实很突出：汽车制造业在性别平衡上表现不佳，这意味着我们可能正在雇用的应聘者中有一半甚至没有人在谈论。”

格林伍德几乎没有动静，便决定解释为什么电池如此重要，因为他今天下午已经做了一次。

“当您购买电动汽车时，电池是控制几乎所有您关心的部件的组件。这是构建成本的一半。它的能力决定了行驶距离。汽车的包装-是否可以容纳五个人和行李-绝对取决于下面的800公斤行李。性能，乘坐和操控都取决于重量和重量分布。与样式和座位位置等内容相同。实际上，电池是整个电力运输行业的起搏项目。”

并不是说这是新的。格林伍德提醒我，电动汽车已经存在了一个多世纪。在1910年，它们比汽油车更受欢迎，但1920年代，壳牌（有助于建立燃料标准和基础设施）和里卡多（有助于改善燃烧过程）的出现导致了液体燃料汽车的至高无上地位。

这个时代可能持续了更长的时间，但由于人们对二氧化碳及其对温室气体的影响的意识不断提高，人们对空气质量的担忧迅速上升，非石油国家对能源安全的担忧，当然还有迪塞尔盖特。格林伍德在这些问题上很有趣–“禁止所有柴油的结论过于简单”，但最后他将其影响视为使自己的工作如此紧迫和重要的驱动力。

他解释说，出现了两种不同类型的电池。日产Leaf型车型使用的类型存储大量能量以提供较长的行驶距离，但充放电相对较慢。然后是功率更高的类型，通常更小并且更适合丰田普锐斯（Prius）式混合动力汽车，该汽车的放电速度更快，可实现短期加速，并且通过再生制动更容易接受充电。在过去的几年中，这两种类型都取得了巨大的进步。

格林伍德解释说，就在八年前，一辆普通电动汽车的电池成本约为780英镑/千瓦时（kWh）。如今，这一数字约为155英镑/千瓦时，这意味着成本下降了五分之四。同时，电池的能量密度增加了一倍。

他说：“如果我在2010年为您制造了一辆电动汽车，并使用当今的技术将其替换为电动汽车，那么您可以期望它的使用寿命是原来的两倍，而电池的成本仅为后者的五分之一。”

“简而言之，这一令人难以置信的进步使电动汽车成为了不仅仅在八年前的可行产品。”

他说，不幸的是，进步的速度不可能持续下去。快速的胜利来自改进的电池包装，制造经济性和材料成本的降低。下一步必须通过创新来实现。

幸运的是，英国拥有WMG企业和政府-学术界-法拉第基金会（Faraday Foundation）这样的机构，该机构于去年成立了10年的合作社，格林伍德也积极参与其中，以接力棒。法拉第最初获得了政府2.37亿英镑的支持，并且已经在研究高度有前途的固态和锂阳极电池技术。研究正在研究电池如何在使用中退化，如何增强计算机建模以帮助电池开发和改进回收技术。参与者决心避免镍氢电池技术的发展。镍氢电池技术在牛津大学发现，但在经济困难时期出售给了一家赚了数十亿美元的日本开发商。

为了回答每个人的迫切问题-从现在开始电池将发展多快？– Greenwood引用了先进推进中心的电力路线图。在10到20年的周期中，我们可以预期成本将再次减半，能量密度将翻倍。Greenwood说，但是最大的进展预计将在功率密度上。如今，平均每公斤3kW的数字已经翻了三倍，达到12。

他透露：“我们看到一级方程式赛车和其他赛车技术可以保证达到这样的数字。”“目前，他们的寿命不足以进行生产，但是我们看到了解决问题的方法。”

在不久的将来，Greenwood认为锂离子电池将在未来8到10年间发展。较便宜的，稍大的钠离子技术也可以发挥作用，但是如果法拉第正在开发的锂阳极和固态技术得以实现，那么回报将是效率的惊人提高十倍。格林伍德曾经是一个谦虚的学者，他指的是“数量级”。

晚了。其他所有人都在两个小时前离开了实验室，但格林伍德对此问题始终保持着坚定的乐观和热爱。

他说：“这就像现在的狂野西部。”“电池的发展是1920年代和1930年代发动机发展的地方。您不确定接下来会发生什么，但是您知道这会令人兴奋。”

谁会为电动汽车充电？

戴维·格林伍德教授对电动汽车的几乎每个方面都持乐观态度，他担心电动汽车普及后，汽车充电的经济性将如何发挥作用。他说，目前，当您驶入公共停车场进行充电时，停车的费用通常会超过收费的费用，有时甚至超过10倍。

格林伍德说：“财政部提高了对液体燃料的收入，但它一直在下降，并将继续下降。政府将对此有所作为。最重要的是，某个地方的某人需要保持充电点运行来获利，否则他们就不会打扰。问题在于如何区分家用能源和汽车能源。电子不知道它是流入房屋还是流入汽车中，几乎没有红色和蓝色。”格林伍德说，增加电力成本可能会导致富裕家庭的能源贫困。装载旧技术汽车的成本来购买新技术的风险有可能使可能是旧车拥有者的低收入驾驶员受到惩罚。

这是一个棘手的问题，而且已经变得迫在眉睫。他说：“我可以看到技术在大型充电网络上的推广工作是如何进行的，但我没有一种可以使之继续发展的商业模式。财政部非常聪明的人需要尽快进行这项工作。”

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