在英国S电池革命的幕后

大卫·格林伍德教授是一位低调的学者，痴迷于在英国创建一个全新的高科技电池行业的10年使命，他非常热情好客。

当我在他位于华威大学校园深处的华威制造集团(WMG)的老巢里见到他时，他刚刚和附近一所女子学校的一群人呆了几个小时，向学生们解释WMG的实验室兼电池工厂里发生了什么，他和其他150名研究人员不仅在那里制造更好的电池，而且还在设计工艺，使它们变得负担得起，容易制造，我们的汽车业很快就会需要大量电池。

格林伍德是英国工业界最优秀的讲解员之一，他不断地被征召参加各种活动和研讨会，以及无休止的技术委员会，因为他有能力理解新事物，并为我们这些不懂的人简明扼要地理解上下文。格林伍德说，与学生见面很有趣，也是这项工作的重要组成部分。

“我们的电池行业很快将需要数千名合格的人才，目前我们有数百名，”他表示。“这些正是我们需要的那种人。她们是年轻女性的事实很突出：汽车制造业在性别平衡方面一直很差，这意味着我们可能聘用的应聘者中有一半甚至没有交谈过。

在没有任何提示的情况下，格林伍德开始解释为什么电池如此重要，就像他今天下午已经做过一次的那样。

当你去买一辆电动汽车时，电池是控制你关心的几乎一切的组件。这是建造成本的一半。它的容量决定了练习场。这辆车的包装--它能否承载五个人和行李--完全取决于下面800公斤的重量。性能、乘坐和操控都取决于重量和重量分布。造型和座位位置等方面也是如此。事实上，电池是整个电动交通行业的标尺。

这并不是什么新鲜事。格林伍德提醒我，电动汽车已经存在了一个多世纪。1910年，它们比汽油车更受欢迎，但20世纪20年代壳牌(Shell)(帮助制定了燃料标准和基础设施)和里卡多(Ricardo)(帮助改进燃烧过程)的出现，导致了液体燃料汽车的霸主地位。

如果不是人们对二氧化碳及其温室效应的认识不断提高，对空气质量的担忧迅速加剧，非石油国家对能源安全的担忧，当然还有柴油门，这个时代可能会持续更长时间。格林伍德对这些话题很感兴趣--他说：“‘禁止所有柴油车’的结论过于简单化了。”但归根结底，他认为它们的影响是驱动因素，使他自己的工作变得如此紧迫和重要。

他解释说，已经出现了两种截然不同的电池。日产Leaf车型使用的车型储存了大量能量，续航里程较长，但充电和放电相对较慢。还有一种是功率更大的，通常更小，更适合丰田普锐斯风格的混合动力车，它在短期加速时放电更快，更容易从再生制动中接受充电。在过去的几年里，这两种类型都取得了巨大的进步。

格林伍德解释说，就在8年前，一辆电动汽车的平均电池成本约为780 GB/千瓦时。如今，这一数字约为155 GB/千瓦时，这意味着成本下降了五分之四。与此同时，电池的能量密度翻了一番。

他说：“如果我在2010年为你制造了一辆电动汽车，并用一辆使用当今技术的汽车取代它，你可以预计它的续航里程是现在的两倍，而电池的价格是它的五分之一。”

简而言之，这一令人难以置信的进步使电动汽车成为了可行的产品，而不只是8年前的样子。

不幸的是，这种飞快的进展不太可能持续下去，他说。快速的胜利来自于电池包装的改进、制造经济和材料成本的降低。下一步将必须通过创新来实现。

幸运的是，英国有像WMG企业和政府-学术界-工业法拉第基金会这样的机构接过接力棒。法拉第基金会是去年成立的一个为期10年的合作社，格林伍德也大量参与其中。Faraday最初得到了来自政府的2.37亿GB的支持，并且已经在研究非常有前途的固态和锂负极电池技术。研究人员正在研究电池在使用中如何退化，推动计算机建模以帮助电池开发，并改进回收技术。参与者决心避免发生在镍金属氢化物电池技术上的事情，这种技术是在牛津发现的，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。

为了回答每个人迫切的问题--从现在开始电池将以多快的速度发展？--格林伍德引用了先进推进中心的电力路线图。在10年至20年的周期中，我们预计成本将再次减半，能源密度将翻一番。但格林伍德表示，最大的进步预计将是在电力密度方面。今天的平均数字是每公斤3千瓦，翻了两番，达到每公斤12千瓦。

他透露：“我们在一级方程式赛车和其他赛事中看到了有望实现这一数字的技术。”“目前，它们的寿命还不够长，不适合生产，但我们找到了修复这一问题的方法。”

格林伍德认为，在不久的将来，锂离子电池将在未来8-10年内取得进展。一种更便宜、稍大的钠离子技术也可能发挥作用，但如果法拉第正在开发的锂阳极和固态技术取得成果，回报可能是效率显著提高10倍。一向谦虚的学者格林伍德指的是“一个数量级”。

很晚了。其他人都在两小时前离开了实验室，但格林伍德对这一课题的乐观和热爱依然存在。

“这就像是目前的西部荒野，”他说。电池的进步是发动机在20世纪20年代和30年代的水平。你不确定接下来会发生什么，但你知道这会是令人兴奋的。

谁来为电动汽车充电？

戴夫·格林伍德教授对电动汽车的几乎所有方面都持乐观态度，他担心当电动汽车变得普遍时，汽车充电的经济性将如何发挥作用。他说，目前，当你把车停进公共停车场充电时，停车成本往往超过收费成本，有时甚至是收费成本的10倍。

格林伍德说：“财政部在液体燃料上筹集的收入是可观的，但它一直在下降，而且还会继续下降。政府会想要对此做些什么。最重要的是，有人需要在某个地方通过保持充电站的运行来盈利，否则他们就不会费心了。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子还是流入汽车--你几乎不可能有红色的和蓝色的。格林伍德说，电力成本的负担可能会在不太富裕的家庭中造成能源贫困。而用旧技术汽车的成本来支付新车可能会惩罚收入较低的司机，他们很可能是旧车的车主。

这是一个棘手的问题，也是一个变得紧迫的问题。“我能看到在一个非常大的充电网络上推出的技术是如何运作的，”他说，“但我不明白维持它的商业模式。”财政部中一些非常聪明的人需要尽快着手解决这一问题。

这一功能最初是在一份Autocar增刊上发布的。它得到了利基汽车网络、先进推进中心和创新英国的财政支持。然而，Autocar保留了完全的编辑控制权。

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