老技术换新装
目前的电池技术,单个电池做到存储量达到兆瓦级别,仍是不可实现的,特斯拉将大量小电池集成形成一块大电池的解决方案,在大数量级电量存储方面给出了一个新思路。
Powerwall的创新在于利用一套电池管理系统,把近7000块18650锂电池反复分组,每一层都有管理,靠软件技术保证电池充放电的一致性,避免危险发生。
18650电池是锂离子电池的鼻祖,是日本索尼公司为了节省成本而制定的一种锂离子电池型号。
中科院物理所研究员、中关村储能产业技术联盟专家委员会主任委员黄学杰接受《财经》记者采访时表示,Powerwall使用的锂电池技术本身很成熟,它做的是把小电池组装成储存单元,“特斯拉主要是提出商业模式”。
以前就曾有类似Powerwall的家用储能产品,不过,大多数出现在日本市场。比如,2011年4月,索尼发布的采用橄榄石磷酸铁锂充电电池的1.2kWh储能模块;2011年7月,东芝推出的由锰酸锂电池+钛酸锂电池组成的1.6kWh产品;2012年3月,NEC发布的由锰酸锂聚合物电池组成的6kWh储能产品等。
在中国科学院电工研究所储能技术研究组组长陈永看来,从电池技术的本质来看,Powerwall并没有根本性突破。不过,它的电池管理、温度控制,以及电池跟外部电网的互动,值得借鉴。比如,为了防止电池温度过高和差异过大,Powerwall配备了一套冷却系统,用冷却液平衡电池之间不同的温度,防止温差造成危险。
陈永也提醒,Powerwall将成千上万个小电池堆积,未必是未来储能的正确思路。
以小体积实现大电量的储备,是目前整个储能行业、电池技术共同的瓶颈。未来储能,电池需要放大,但应以什么思路放大?
“直接放大是不行的,拿现有做小电池的思路来做大电池,我认为是不通的。”陈永接受《财经》记者采访时直言,小电池本来有一定的安全隐患,从概率上来看,简单地大数量堆积会增加隐患和成本。
什么在阻碍电池无限量扩容
电池的续航能力一直是技术难点,特斯拉让全球消费者看到了增加电池存储量的可能,但现有的电池技术还有多大的增量空间?
目前,电子用品市场上应用最广泛的是锂离子电池,特斯拉产品也用这种电池。锂离子电池属于二次电池,可以重复使用。
1991年,索尼公司推出第一块商品化锂离子电池,并带来电池工业的一次革命。锂离子电池首先进入手机、数码相机等消费类电子产品市场,没用几年时间就一统天下,将镍镉电池、镍氢电池等逐出市场。
其实,二次电池领域也是一个大家族,有铅酸电池、镍氢电池、镍镉电池、钠硫电池、液流电池等。全球电池市场中,铅酸电池的市场份额,在所有二次电池中仍占据绝对主导地位,不过锂电池增势迅猛。
2018年,锂电池全球市场规模将比2013年增加31.7%,占整体电池市场的比重,达到三成左右。