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中日韩三国鼎立 美国能赢得这场超级电池之争吗?

今年一月,在天津,这辆特斯拉ModelS电动车正在充电。超级充电站以全世界最快的速度给特斯拉电动车的电池充电,一次充电仅需75分钟 摄影:美国联合通讯社,中国图片库撰文:Sim

国家地理中文网:美国能赢得这场超级电池之争吗?

今年一月,在天津,这辆特斯拉ModelS电动车正在充电。超级充电站以全世界最快的速度给特斯拉电动车的电池充电,一次充电仅需75分钟 

摄影:美国联合通讯社,中国图片库

撰文:SimonWorrall,2015年2月15日发表于美国《国家地理》

自从1799年意大利人亚历桑德罗.伏特发明电池以来,科学家一直尝试提高它的性能。即使我们已经把机器人送上火星,还能分裂原子,但电池性能的研发依然困难重重。如今,全球正竞相研发一次充电即可驱动电动车跑上500公里的电池。预计该电池的市场价值达到每年1.87万亿人民币。

《电池蕴含的潜力足以拯救世界》一书的作者SteveLevine在华盛顿特区的办公室跟我们聊了很多:他为什么写一本妻子并不待见的书?是什么驱使着电池业内人孜孜不倦?制造超级电池为什么如此之难?他为什么认为伊利诺斯州阿贡国家实验室的科学家是这场比赛的领军者?

当你告诉朋友和同事你将要写一本关于电池的书时,他们都说“不”,那你又是如何坚持下来的呢?

那真是一波三折。我妻子说关于电池的书会让人觉得无聊,她还强调我最好的朋友也赞同她的看法。另外,当我把写书的想法告诉代理商时,他们都懒得答复我。

回想2010年,和大多数人一样,我对国家经济的前景也很悲观,互联网经历了繁荣和泡沫破裂,房地产也经历同样的轮回,面对经济危机还有什么产业能异军突起?甚至很多人都认为欧洲或者亚洲将超越美国。

发明“更牛”的电池是颇具潜力的一个领域,以此推动电动车产业。我的专长是能源和地缘政治学。我关注能源并不是因为我对能源本身有兴趣,而是因为它牵动着全球政治的连锁反应。在我看来率先建立电池秩序的国家将赢得巨大的财富和权力。所以那会儿我毅然决然的投入到这本书的撰写中。

你说满足电动车要求的先进电池价值1.87万亿人民币。这是出版社的噱头吗?

最近我重新分析了2010年的那些数据,还致电电池和电动车研发公司以及华尔街投资银行进行咨询。相比于五年前的乐观情绪,如今已全面陷入悲观论调中:当年的市场曾预测电动车的销售量将在2020年增至新车销售量的10%到15%,此刻已无从提起,可能最好的结果也不过是1%到3%的占比。

随后我还多方询问了该产业如今的市场价值。不管是5000亿人民币还是20亿人民币,这仍然是具有相当吸引力的产业。

美国能赢得这场超级电池之争吗?

该照片拍自大众公司位于加利福尼亚帕洛阿尔托附近的电子研究实验室,一辆特斯拉的车底板共装有8000个18650型锂离子电池。

摄影:TONYAVELAR,彭博资讯/GETTY供图

这是场全球参与的电池竞赛。重要的竞争者都有哪些?美国的投入有多大?

这场竞赛的主角包括日本、韩国、中国和美国。虽然还有不少参赛者,但相比之下他们的投入要少很多。最强大的参赛者莫过于日本,该国很早就投身于此,1991年对锂离子电池进行了首次商业化,当时的美国,包括永备牌电池都并未看重这方面的前景。1996年日本丰田推出普锐斯的同时,美国通用汽车也发布了EV1型电动车,日本由此推行了电子产品和电动车的双线战略。至今日本已积累了二十年的生产经验。韩国则紧随其后。

美国之所以卷入这场竞赛是因为近五六十年来,这里诞生了很多里程碑式的电池产品。美国不甘落后,联邦政府和风险投资给初创公司和国家实验室投入了数亿美元。中国更是雄心满满,他们有的是钱,而且具备生产经验,直说了吧,还有“偷窃”尖端化学机密的过往记录,实际并非自己所发明。

美国的相关研究大多集中于伊利诺斯州的阿贡国家实验室。给大家介绍一下吧。

阿贡国家实验室是美国第一所国家实验室。正是这里,EnricoFermi在1942年首次发现了自持核反应,他还是曼哈顿计划的先驱者。低矮的砖房、四处延伸的试验场,这里就像一所森林式的校园。都是上世纪60年代修建的老式建筑,看起来毫不起眼。走进建筑引入眼帘的是绿色的长廊,就像监狱里的那种。这就是典型的联邦政府资助的低成本建筑。

然而,在这里工作的人却是全身心的投入。他们来自世界各地,组成严肃而富有朝气的团队。身为理想主义者,他们心里想的是一旦成功就可以改变世界。

你把这些研究者称作“电池人”。具体介绍一下他们吧。

是他们自己想出来的。他们有一个测试,达到特定分数才会被称作电池人。除了一名女性,其他都是男性。他们是稳定的中产阶级,大多数从小就爱捣鼓小发明,和父亲的关系非常铁。

难道这就是所谓的资深“极客”?

是的。电池只有三个部分——两个电极和电解质——以供摆弄,如果不是资深极客,怎么能受得了这样无聊的工作?!和他们聊天就是一种折磨,虽然他们滔滔不绝,自我陶醉,却都是旁人难以理解的语言。他们都是心地善良的人,尽管竞争异常激烈,但绝不会有其他科学领域里的那种掣肘之忧。

美国能赢得这场超级电池之争吗?

现年92岁的JohnGoodenough曾于1979年取得电池领域的突破性成果,由此推动了1991年锂离子电池的首次商用。

摄影:德克萨斯大学奥斯汀分校/美国联合通讯社

书中提到了很多伟人。谈谈现代电池之父JohnGoodenough吧。

Goodenough是位成果卓越的天才。如今的全球市场中,每一款重量级的锂离子电池要么是他发明,要么就出自他的实验室。Goodenough有着感人肺腑的经历,他出生于康涅狄格州,父亲是耶鲁大学的著名宗教学者,但父母的婚姻却并不完满。母亲觉得已有一个男孩不想再生,但父亲强迫她生下了第二个男孩,也就是Goodenough。于是他被送到寄宿学校。十岁那年生病的时候他收到了母亲的信件,也是母亲仅有的一次来信。

但他却成长为如此热情、自信、风趣的人。具有诵读障碍的他能取得今天的成就不可谓不神奇。1980年身为牛津大学的教授,Goodenough发明了铁锂阴极材料,也就是电池的中枢系统。如今92岁高龄的他仍在德克萨斯州的奥斯汀授课,同时还专研于下一代电池产品。

通用汽车的沃蓝达属于第一代批量生产的电动车,你称之为当时“世界上最先进最节能的汽车。”为什么却惨遭滑铁卢呢?

除了特斯拉,沃蓝达和其他插电式电动车都将市场目标指向特定人群,也就是行善却小众的环保人士。相比于燃油驱动的汽车,它们太过昂贵,外形和技术又算不上特别吸引人。通用汽车只卖出少量的沃蓝达,尼桑的聆风和福特的福克斯也是如此。愿意购买这样一辆电动车的人只有二十来万,之后就只能靠宣传和营销了,而沃蓝达正失败于此。

你提到日本的汽车制造商曾说过,只要日本下决心,电动车的竞争就会尘埃落定——当时普锐斯刚面世不久。他说的对吗?

日本人就喜欢来这一套。但长久以来丰田确实取得了不错的成绩,它把战略重心放在燃料电池上,这是个完全不同的系统。但特斯拉掌门人ElonMusk认为日本不可能赢得这场竞赛。据悉ElonMusk和雪佛兰正准备追加投入与日本一决雌雄。

美国能赢得这场超级电池之争吗?

丰田的插电式混合动力车普锐斯正在2010年巴黎车展上大放异彩。

摄影:CHRISRATCLIFFE,彭博资讯/GETTY供图

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