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日本因何對鋰離子蓄電池情有獨鐘
2010-04-22   作者:何德功  來源:經濟參考報
 

 
  德功看日本

    在不遠的將來,會出現這樣的情景,安裝在家庭廚房墻壁的監測裝置名錄上會有“蓄電池”,如果晴空萬里,陽光燦爛,屋頂上的太陽能電池板把大量的熱能轉化為電,發電充足,蓄電池顯示數據是“滿電”,除了可供空調、電視、電冰箱等家電使用外,電動汽車充電也能保障供給。自己家用不完,可以分一部分給鄰居。
  一家一臺蓄電池的時代即將來臨。隨著使用太陽能發電的家庭日益增多,和大型蓄電池開發的加速,用不完的電蓄存起來,輸送給本地區的智能電網,在本地區內自動調節電力。要把這種理想的生活變為現實,蓄電池不可或缺。而未來生活蓄電池的主角就是鋰離子電池。
  鋰離子電池是電極使用鋰材料的充電電池,同樣鋰離子電池蓄電能力是鉛酸電池的3至4倍,是混合動力車用鎳氫電池的兩倍,旭化成公司1985年在世界上首次開發成功鋰離子電池,1991年索尼公司作為產品把鋰離子電池推向市場。因此,鋰離子電池被日本媒體稱之為“出生在日本的電池”。2008年度,日本企業在全世界的市場份額為60%以上。今年3月25日,松下公司大阪筆記本電腦用鋰離子電池工廠第一期工程完工,該廠可月產1000萬塊鋰離子電池,第二期工程預定2011年完成,到時每月可生產5000萬塊鋰離子電池,世界鋰離子電池市場份額還會進一步向日本傾斜。
  然而,目前使用的鋰離子電池蓄電量太小,多用于手機、筆記本電腦等攜帶裝置。作為太陽能發電的蓄電池遠遠不夠。
  家用蓄電池的容量大約需要5千瓦時,相當于手機鋰離子電池的1700倍,一般鉛蓄電池要達到這樣的容量,體積大小像間小屋子,一般家庭不容易騰出這么大的空間,如果用鋰離子電池,大小和空調差不多,每個家庭都可以擺放。
  大型鋰離子蓄電池的研發正在緊鑼密鼓地進行,在現有成果的基礎上開發大型蓄電池是一種捷徑,筆記本電腦鋰電池早已普及,三菱電機公司把直徑1.8厘米,高6.5厘米的圓筒狀鋰離子電池連接在一起,同時蓄電,試驗成功,3月推出由312個鋰離子電池構成的小型組合蓄電池,蓄電能力達1.6千瓦時,價格為20萬日元。使用現有電池連接組合和重新開發大型蓄電池相比,投資少,成本低,見效快。
  把開發出的小型組合蓄電池再進一步接起來,可以變成更大的蓄電池,利用太陽能發電的停車場、便利店等均可使用,蓄存夜間照明用電。太陽能發電與蓄電池組合在一起還可以為電動汽車、電動摩托充電。日本社會老齡化日益加劇,坐輪椅的老人越來越多,在街道的每個角落,設置蓄電池為電動椅充電,手腳不方便的老人移動更加方便,走得更遠。
  同理,更多地聯結大型蓄電池,可制出“巨大”蓄電池。今年秋天,三菱電機公司位于兵庫縣的工廠計劃把29萬個筆記本電腦用鋰離子電池聯結在一起,蓄電容量達1500千瓦時,該工廠設置有功率為1000千瓦時的太陽能電池板,太陽能發電的電量可全部蓄存起來。
  大型蓄電池的普及對智能電網實用化不可或缺,太陽能發電、風力發電說實話都有點兒靠天吃飯,發電量起伏變化很不穩定,要想保障供電,蓄電池是必備設施。陽光充足,風力強勁,發電量大,可以蓄存起來,以備沒有陽光、風力弱小的時候使用。這樣才能真正適應自然,與自然和諧共生。從這個意義上看,這也算是“人定勝天”的一種形式。
  野村證券金融研究所的有關統計數據表明,日美歐研究智能電網的投資到2030年累計將達12510億美元,其中用于蓄電池的開發費用約占60%。蓄電池之于智能電網的重要性可見一斑。
  大型鋰離子蓄電池的真正實用化,還需要解決不少課題:
  首先是成本問題,目前制成一塊1千瓦時的大型鋰離子蓄電池大約花費10萬日元,制成適于家用的5千瓦時的蓄電池,成本高達50萬日元,這樣昂貴的蓄電池一般人很難接受,要想讓它“飛入尋常百姓家”,必須降低成本。
  其次是壽命問題,鋰離子蓄電池比較嬌貴,壽命太短,日立制作所好容易成功制出壽命達10年的大型鋰離子蓄電池,但現在的太陽能電池板的壽命卻是20年,二者時間不匹配,中間更換蓄電池,既增加用戶的經濟負擔,也給用戶帶來麻煩。
  再次,現在開發的大型鋰離子蓄電池都是單個試驗品,在安全性評估方面不具權威性,有必要批量生產,放在智能供電系統中進行驗證。
  日本政府提出到2020年溫室效應氣體排放比1990年減少25%,因此太陽能發電的普及勢在必行,環境省提出要把使用太陽發電的家庭從2005年的26萬戶增加到1000萬戶,鋰離子電池旺盛的市場需求必然帶來神速的進步,每個街道的角落都有蓄電池的時代足音已經在耳邊回響。

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