[Energitætheden af lithiumbatterier kan i fremtiden nå op på 1,5 til 2 gange strømmen, hvilket betyder, at batterierne vil blive mindre.]
[Omkostningsreduktionsintervallet for lithium-ion-batterier ligger højst mellem 10 % og 30 %. Det er vanskeligt at halvere prisen.]
Fra smartphones til elbiler infiltrerer batteriteknologi gradvist alle aspekter af livet. Så hvilken retning vil fremtidens batteri udvikle sig, og hvilke ændringer vil det medføre for samfundet? Med disse spørgsmål i tankerne interviewede First Financials reporter sidste måned Akira Yoshino, en japansk videnskabsmand, der vandt Nobelprisen i kemi for lithium-ion-batterier i år.
Efter Yoshinos mening vil lithium-ion-batterier stadig dominere batteriindustrien i de næste 10 år. Udviklingen af nye teknologier som kunstig intelligens og Tingenes Internet vil medføre "utænkelige" ændringer i anvendelsesmulighederne for lithium-ion-batterier.
Ufattelig forandring
Da Yoshino blev opmærksom på udtrykket "bærbar", indså han, at samfundet havde brug for et nyt batteri. I 1983 blev verdens første lithiumbatteri født i Japan. Yoshino Akira producerede verdens første prototype af et genopladeligt lithium-ion-batteri og vil i fremtiden yde et enestående bidrag til udviklingen af lithium-ion-batterier, der i vid udstrækning anvendes i smartphones og elbiler.
Sidste måned sagde Akira Yoshino i et eksklusivt interview med No. 1 Financial Journalist, at efter at have fået at vide, at han havde vundet Nobelprisen, "har han ingen reelle følelser." "De fulde interviews senere gjorde mig meget travl, og jeg kunne ikke være alt for glad," sagde Akira Yoshino. "Men efterhånden som dagen for at modtage priserne i december nærmer sig, er realiteten af priserne blevet stærkere."
I de seneste 30 år har 27 japanske eller japanske forskere vundet Nobelprisen i kemi, men kun to af dem, inklusive Akira Yoshino, har modtaget priser som virksomhedsforskere. "I Japan modtager forskere fra forskningsinstitutter og universiteter generelt priser, og få virksomhedsforskere fra industrien har vundet priser," fortalte Akira Yoshino til First Financial Journalist. Han understregede også industriens forventninger. Han mener, at der er meget forskning på nobelniveau i virksomheden, men den japanske industri bør forbedre sit lederskab og sin effektivitet.
Yoshino Akira mener, at udviklingen af nye teknologier som kunstig intelligens og Tingenes Internet vil medføre "utænkelige" ændringer i anvendelsesmulighederne for lithium-ion-batterier. For eksempel vil udviklingen af software fremskynde batteridesignprocessen og udviklingen af nye materialer og kan påvirke brugen af batteriet, så det kan bruges i det bedste miljø.
Yoshino Akira er også meget bekymret over bidraget fra sin forskning til at løse globale klimaproblemer. Han fortalte First Financial Journalist, at han blev tildelt prisen af to grunde. Den første er at bidrage til udviklingen af et intelligent mobilsamfund; den anden er at skabe et vigtigt middel til at beskytte det globale miljø. "Bidraget til miljøbeskyttelse vil blive mere og mere tydeligt i fremtiden. Samtidig er dette også en fantastisk forretningsmulighed," fortalte Akira Yoshino en finansreporter.
Yoshino Akira fortalte studerende under et foredrag på Meijo Universitet som professor, at i betragtning af offentlighedens høje forventninger til brugen af vedvarende energi og batterier som modforanstaltning mod global opvarmning, vil han levere sin egen information, herunder tanker om miljøspørgsmål.
Hvem vil dominere batteriindustrien
Udviklingen af batteriteknologi satte gang i en energirevolution. Fra smartphones til elbiler er batteriteknologi allestedsnærværende og ændrer alle aspekter af menneskers liv. Hvorvidt fremtidens batteri bliver mere kraftfuldt og billigere, vil påvirke os alle.
I øjeblikket er industrien forpligtet til at forbedre batteriets sikkerhed og samtidig øge batteriets energitæthed. Forbedringen af batteriets ydeevne bidrager også til at imødegå klimaforandringer gennem brugen af vedvarende energi.
Efter Yoshinos mening vil lithium-ion-batterier stadig dominere batteriindustrien i de næste 10 år, men udviklingen og fremkomsten af nye teknologier vil også fortsætte med at styrke industriens værdiansættelse og fremtidsudsigter. Yoshino Akira fortalte First Business News, at energitætheden af lithium-batterier i fremtiden kan nå op på 1,5 til 2 gange strømstyrken, hvilket betyder, at batteriet vil blive mindre. "Dette reducerer materialet og dermed omkostningerne, men der vil ikke være et betydeligt fald i materialeomkostningerne." Han sagde: "Reduktionen i omkostningerne ved lithium-ion-batterier er højst mellem 10 % og 30 %. At ville halvere prisen er vanskeligere."
Vil elektroniske enheder oplade hurtigere i fremtiden? Som svar sagde Akira Yoshino, at en mobiltelefon er fuld på 5-10 minutter, hvilket er opnået i laboratoriet. Men hurtig opladning kræver stærk spænding, hvilket vil påvirke batteriets levetid. I mange situationer behøver folk i virkeligheden ikke at oplade særlig hurtigt.
Fra de tidlige blybatterier til nikkelmetalhydridbatterierne, der er grundpillerne i japanske virksomheder som Toyota, til litium-ion-batterierne, der blev brugt af Tesla Roaster i 2008, har traditionelle flydende litium-ion-batterier domineret markedet for strømbatterier i ti år. I fremtiden vil modsætningen mellem energitæthed og sikkerhedskrav og traditionel litium-ion-batteriteknologi blive stadig mere fremtrædende.
Som svar på eksperimenter og solid-state-batteriprodukter fra udenlandske virksomheder sagde Akira Yoshino: "Jeg tror, at solid-state-batterier repræsenterer en fremtidig retning, og der er stadig meget plads til forbedring. Jeg håber at se nye fremskridt snart."
Han sagde også, at solid-state-batterier har samme teknologiske egenskaber som lithium-ion-batterier. "Gennem forbedring af teknologien kan lithium-ion-batteriernes hastighed endelig nå op på omkring fire gange den nuværende hastighed," fortalte Akira Yoshino en reporter på First Business News.
Solid-state-batterier er lithium-ion-batterier, der bruger solid-state-elektrolytter. Fordi solid-state-elektrolytter erstatter den potentielt eksplosive organiske elektrolyt i traditionelle lithium-ion-batterier, løser dette de to store problemer med høj energitæthed og høj sikkerhedsydelse. Solid-state-elektrolytter bruges med samme energiforbrug. Batteriet, der erstatter elektrolytten, har en højere energitæthed, samtidig med at det har større effekt og længere brugstid, hvilket er udviklingstendensen for den næste generation af lithium-batterier.
Men solid-state-batterier står også over for udfordringer såsom at reducere omkostninger, forbedre sikkerheden af faste elektrolytter og opretholde kontakten mellem elektroder og elektrolytter under opladning og afladning. I øjeblikket investerer mange globale giganter i bilindustrien kraftigt i forskning og udvikling inden for solid-state-batterier. For eksempel udvikler Toyota et solid-state-batteri, men omkostningerne er ikke oplyst. Forskningsinstitutioner forudsiger, at den globale efterspørgsel efter solid-state-batterier forventes at nærme sig 500 GWh i 2030.
Professor Whitingham, der delte Nobelprisen med Akira Yoshino, sagde, at solid-state-batterier muligvis er de første, der vil blive brugt i små elektroniske enheder såsom smartphones. "Fordi der stadig er store problemer med anvendelsen af storskalasystemer," sagde professor Wittingham.
Opslagstidspunkt: 16. dec. 2019