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特斯拉进军锂矿市场

近日，加拿大能源公司Pure Energy Minerals 宣布和美国特斯拉汽车公司签署协议，将在内华达州开发锂矿。

不久之前，特斯拉还与另外两家能源公司达成类似协议，将在北墨西哥开发矿产资源。这些协议的共同点是，明确提出特斯拉可以从不同的途径购买锂资源。值得注意的是，这些厂商并不能在短期内提供稳定的氢氧化锂供应，目前矿山均处于前期的可行性研究和开发阶段。

但特斯拉仍在疯狂签署这样的协议，因为马斯克相信，未来电能会颠覆世界能源的格局，所以在竞争产生之前，要尽早占有资源。

最新的合作方Pure Energy Minerals在内华达州拥有一大片盐湖锂资源，而特斯拉的超级电池工厂Gigafactory 恰好位于内华达州的里诺，距离这个锂矿只有三个半小时的路程。所以，未来锂矿将会直接为工厂提供原材料。

如果Pure Energy Minerals 的资产评估结果显示良好，特斯拉将会在未来五年以低于市场平均水平的固定价格预定大量的锂。这个锂矿项目所在的流域，是目前全美唯一生产锂资源的地方。正是因为锂资源的稀缺，所以特斯拉才愿意一次性达成这样交易额巨大的协议。

为了打造电池帝国，特斯拉已于近几个月在内华达州里诺市附近再次购买了近 2000 英亩(约合 809 公顷)土地，加上原有的1000 英亩，特斯拉近3000 英亩的用地占据了斯托里县土地面积的大约2%，远超多数工厂的用地面积。特斯拉发言人称，公司有可能还会再购买几千英亩土地。马斯克表示，固定式储能电池的初期需求超高，公司不得不考虑扩大本已野心勃勃的电池工厂计划。

如此投资之下，自然要有巨大产出，超级工厂计划于2017年投入生产，在2020年实现全部产能。届时，这座工厂里每年生产的锂电池将会多于2013年全球锂电池生产总量。

问题是，特斯拉自己大批量生产电池虽然能够降低电动车的成本，但这只是很小的一部分，如此巨大的产能已经远远超出特斯拉的需求。

根据Lux 的报告分析，至2020年末，消费者对特斯拉汽车的需求量在24万辆(可能)至 51 万辆(乐观)区间。而特斯拉计划在2020年前销售50 万辆，显然走的仍是马斯克一贯的预期过高风格。

其实，相比目前的1 万辆，对特斯拉来说24 万量已经是极大的增长。按照24万辆来计算，那么到2020年超级电池工厂的产能很有可能冗余过半，造成200 亿瓦时过度产能。

所以，特斯拉的产能一定不会只用在自家的电动车和充电桩上。

今年5月，特斯拉召开了一场没有汽车作主角的发布会，新产品正是家用电池系统 Powerwall 和商用电池系统Powerpack。其单体峰值功率为3 千瓦，可储存10 千瓦时电量，充放电能效92%，提供10年质保，单体售价为3500 美元，可以通过简单拼接进一步扩大至1000倍。

7月，特斯拉带动了新一轮的储能产品风潮，松下、奔驰纷纷加入储能产品生产的行列。特斯拉大电池的销售情况也非常好，如果能将电池订单全部转换成实际销售，其销量已经超过了iPhone。

从电动汽车产业到储能产业，特斯拉开启了全新的商业尝试。马斯克电池帝国的野心已经远远超出了汽车行业。

欧盟研发新一代锂硫电池技术储能密度提高3倍

由欧盟第七研发框架计划(FP7)提供部分资助，意大利总协调，欧盟多个成员国蓄电池工业界广泛参与组成的欧洲LISSEN 锂离子电池技术研发创新平台(ETP)，长期致力于可充电锂离子电池技术的商业化开发应用。研发创新活动覆盖锂离子电池创新价值链的全过程，从创新型先进材料研发到新产品及生产工艺研制设计。

锂离子电池广泛应用于可充电电池市场，并以2 位数的年平均速度快速增长，预计2015年的全球市场规模将达到280 亿欧元。目前，锂离子电池广泛应用于从笔计本电脑、手机和摄影摄像器材等可充电电源，到电动汽车和可再生能源的储能便利措施。欧盟委员会预计仅应用于轻型电动车辆的全球可充电电池市场规模，将从2012年的12 亿欧元快速增长到2020年的220 亿欧元。

LISSEN 技术平台最新研发的新一代锂- 硫可充电电池技术，利用全新的硅-碳阴极复合材料和纳米结构锂-硫-碳阳极复合材料，相比广泛使用的锂离子电池，技术优势明显，储能密度至少提高3 倍以上，电池一次充电可使用更长时间，将大大提升电动汽车的运行里程。LISSEN 采用的改性有机解决方案和稳定的离子液体电解质材料，可有效地减少硫阳极材料分解导致的环境污染；而替代锂离子的纯金属材料，有助于提高可充电电池使用的安全可靠性。该技术近日通过欧盟委员会专家评估组的经济技术安全环境可行性验证，已进入实际的生产开发阶段。

韩国三星和LG公司推出穿戴设备专用电池

大多数可穿戴设备的电池勉强能够维持一天的使用时间。韩国三星和LG 公司非常重视可穿戴设备市场，它们正致力于改进可穿戴设备的续航时间。两家公司在韩国首尔的一次展会上展示了新的电池技术，新技术不仅能延长智能手表等可穿戴设备的电池续航时间，还能用于新型可穿戴设备。

三星电子旗下的Samsung SDI 公司展示了新的条式和带式电池。条式电池厚度仅0.3 毫米，采用纤维制成，这使得它比现有可弯曲电池更容易弯曲。带式电池面向智能手表，但用于项链和发带并非是不可能的。它的主要特性是能使智能手表的续航时间延长50%。测试表明，它能承受超过5 万次的弯曲。

LG 电子旗下的LG 化学公司也在这次展会上展示了一款能对折的线状电池，以及一款今年6月份首次公布的六边形电池。LG 化学称，每款电池都能使智能手表的电池续航时间延长一倍。

两家公司尚未披露这些电池会于何时应用在设备中，但出现在展会上意味着配置它们的设备明年发售的可能性很大。

美国阿肯色大学开发航天用硅锗锡太阳电池

美国阿肯色大学研究团队收到美国航空航天局(NASA)授予的75 万美元拨款资助，用于开发执行航天任务的硅锗锡(SiGeSn)太阳电池。研究团队将开发硅锗锡光伏器件，该器件已被证明可提高捕获、检测和控制光的效率。

为完成该项目，NASA 通过“激励竞争研究实验计划”(EPSCoR)向位于阿肯色大学的空间资助联盟办公室拨款75万美元。EPSCoR 是一项资助计划，以增进竞争性航空航天研究活动中州政府的参与程度。

阿肯色大学电子工程系副教授于水清将是多机构项目的主要科研人员。于教授说：“现在我们有机会去开发一个空间应用高性能太阳电池。”于教授将与阿肯色大学电气工程系教授Hameed Naseem、物理系教授Mansour Mortazavi和A llan Thoma 合作完成此项目。在此之前，于教授、Naseem 和 Mortazavi 曾得到美国空军科学研究办公室72.5 万美元的资助，进行类似的太阳电池技术开发。

研究人员用超高真空化学气相沉积法在硅衬底上生长硅锗锡材料，并利用硅锗锡开发可以集成到现有太阳电池的光伏器件，以实现更高效率的电能源。NASA 使用的现有三结太阳电池据估计已达到其效率极限。新材料有望帮助NASA 实现其工作寿命15年、转换效率45%的太阳电池目标。新材料还被寄望于降低生产成本，使光伏器件更耐辐射。

该研究计划包括器件的设计与仿真，材料生长与表征，硅锗锡材料的光学特性，以及硅锗锡光电导体的开发。与此研究相关，于教授还获得了美国陆军研究办公室96455 美元的拨款，用于更新硅锗锡基器件的特性测量仪器。

国际研究团队开发新型钠离子电池正极材料

锂离子电池发明者领衔的国际团队提出了一种适用于钠离子电池的新型正极材料。

锂离子电池在当前移动技术领域广泛应用，但其在电动汽车和储能领域的大规模应用受到了生产成本高以及锂供应有限的限制。许多研究人员希望采用更便宜、更易加工而且原料丰富的钠离子电池来取代锂离子电池。

钠离子电池的工作原理与锂离子电池相同。放电过程中，钠离子从负极向正极迁移，而平衡电子通过外电路转移到负极，用于供电。在正极，转移而来的电子利用氧化还原对而收集，同时钠离子嵌入到正极结构当中——此过程是可逆的。

“问题是钠离子的尺寸。”美国奥斯丁德克萨斯大学的Preetam Singh 这样解释，“无法简单的重复锂离子技术，即直接在各种正极和电解质材料的化学结构中用钠取代锂。因为钠-钠相互作用很强，无法获得较好的性能。我们研究的主要动力是寻找不同于老式结构的东西。”

Singh 是锂离子电池发明者John Goodenough 领衔的能源材料研究团队的一员。在最近的研究中，该团队采用NaFe(SO4)2作为钠离子电池正极材料，其中Na+和Fe3+层被SO42－多面体分离在一个固定的距离上。这些固定的空间允许钠离子扩散，这意味着该材料能够实现理论最大特定容量 (每克材料可容纳的电量)的80%。

“我认为，对于钠离子电池的商业化应用而言，这是一种非常独特的材料。”日本东京理科大学的电池材料专家Shinich iKomaba 评论说，“最有意思的是，在钠离子电池和锂离子电池上，它都可以作为驱动Fe2+/Fe3+氧化还原对的4伏正电极。我期待更多结合钠离子和锂离子化学的新材料被发现。”

“这种材料进一步的可能性正在研究当中。”Singh 说，“锰、镍等磁性类似材料也很有趣，我们希望可以获得更高的功率密度。我们也在努力减少硫酸盐连接的数量，这可能会增加材料的容量。”

韩国科学家研制出新型钠离子电池

来自韩国的一支研究团队近日展示了常温且高能量密度的新型钠离子可充电电池，采用了基于二氧化硫的无机熔融复合物阴极电解质，可以同时充当钠离子导电介质和阴极材料。

根据阴极电解液和碳电极的质量总和，新款钠离子电池组的放电比容量为153 毫安时 / 克，工作电压为 3 伏；电池组在大电流条件下充放电性能优良，充放电循环表现也非常出色，能够超过300次。尤其值得注意的是，新型无机液体电解质具有耐燃性和自主重构特点，有助于加速钠离子电池组的商业化进程。

研究人员构建了包含2032 个钠-二氧化硫扣式单元的电池组，使用钠金属阳极和多孔碳阴极，液态电解质材料为氯化铝钠和二氧化硫复合溶液。基于放电速率0.1 库仑的碳阴极，电池单元的放电比容量大约为1800 毫安时/克 (或者4.1 毫安时/平方厘米)，该数值和常规商用锂离子电池组(3～5 毫安时/平方厘米)基本相当，比之前报道的锂氧电池和钠氧电池组的性能要优越很多。在放电速率达到5 库仑的高电流密度下，钠-二氧化硫电池组的放电比容量也能够达到897 毫安时 /克。

不过充放电之间的能量效率只有80%左右，这点还需要进一步改善。钠-二氧化硫电池组在多次充放电循环之后，储电容量衰减率相对较低；每次放电过程能量耗尽，而且高库仑速率的大电流充放电条件下，100 次循环之后储电容量达到新电池组的75%。

电池单元化学过程是二氧化硫和四氯合铝酸钠之间的高度可逆氧化还原反应，氯化铝钠和二氧化硫构成的复合无机电解液确保了钠-二氧化硫电池组的可靠性，从而在一个较长的使用周期内其安全性也能得到保障。

美国科学家发现镁电池可代替电动汽车锂离子电池

美国伊利诺伊大学芝加哥分校(UIC)的研究人员对电动汽车电池的研究又迈出一步，该团队以镁离子打造的电动汽车电池，也许能跑赢锂离子电池电动汽车。该研究小组透过带正二价的镁离子，每一个离子携带一个正电荷，并在电池状的化学反应中，使用类似现今许多设备架构上的电极，以进一步取代锂离子。

“由于镁是携带两个正电荷的离子，因此每次我们使用镁离子作为电池材料，将可触动两倍的电子。”学术界化学首席研究员、UIC 助理教授Jordi Cabana表示，“我们希望，这项工作可为高电压、高能量电池开启一条可靠的设计路径。”

该研究是美国阿贡国家实验室主导的能源创新中心的一个部门——JointCenter 能源存储研究部的一部分，其目的是实现电池性能的革命性进展，研究结果已发表在《先进材料》(Advanced Materials)刊物上。

电池由正、负电极和电解质组成，其中电极互换通常是正电荷的电子和离子，仅是电绝缘体的离子流经电解质，以便迫使电子流过外部电路，进一步供电到车辆或设备。

对电池再充电时，电极的互换是可逆的，然而在此逆过程中的化学反应并不完全有效，这限制了电池可被再充电的次数。

“若你可以做到越多次数电极互换的来回，你就能为电池充电更多次，而且还可以在充电过程中使用电池。”Cabana进一步解释说，“在我们的研究案例中，我们希望有最大的电子数量，以便移动离子，因为当离子进入或离开时，会扭曲电极材料的结构，而越多结构被扭曲，就有越多的能量会消耗在搬回离子，如此一来，对电池充电就会变得更难。”

“就像一个机械停车塔，只能提供一定的空间供汽车停放。但是，你还是可以和其他人一样把车停在每个空间，却无需扭曲停车塔的结构。经研究证实，镁可逆插入电极材料的结构中，这一结果让我们更进一步接近镁离子电池原型。”

Cabana 最后总结说：“我们的研究成果仍不是一个真正的镁离子电池，只是其中的一部分，但你会在日后完成的设备中发现相同的反应。”

英国戴森公司收购Sakti3研发固态电池用于家电产品

英国知名家电厂商戴森近日斥资9000 万美元收购了美国密歇根州的创业公司Sakti3。后者将成为戴森公司的一部分，并继续自己在电池技术上的研究。

Sakti3 是一家专门从事固态电池技术研究的公司，他们的侧重点是如何将这种电池技术应用在家用电器当中。而戴森的不少电器都需要依赖于电池工作，因此拥有一种更加安全有效率的电池解决方案将可为他们节省上百万美元的成本。与此同时，本次收购也为戴森开启了一个新的市场，他们在未来可以向其他公司销售固态电池，或是提供技术授权。

固态电池的内部没有液体电解质，从而一劳永逸地消除了发生化学反应或过热的风险。在相同的容量下，这种电池的体积也比传统电池小20%～30%。固态电池可以满足几乎所有装置对于电池的需要，小到可穿戴设备，大到电动汽车。不过Sakti3 还需要大约3年时间才能把固态电池用到戴森的吸尘器当中。

戴森此前已经向Sakti3 投资了1500万美元，同时通用汽车也是这家公司的另一主要投资者。在今年，Sakti3 还被知名科技杂志MIT Technology Review 评为全球最智能的50 家公司之一。由于拥有强大的资金支持，在许多同行纷纷倒闭的同时，Sakti3 已经在业界坚持了7年时间。

对于电池市场来说，研究出如何在日常家电当中利用固态电池将可带来巨大的销量增长，此次收购案让戴森成为了该领域的领跑者。

特斯拉ModelX电动车正式交付上市

特斯拉的新车Model X 姗姗来迟。这款早在2012年2月就已发布、并从当年4月起接受预定的豪华SUV 终于在位于美国加州Fremont 的工厂正式交付。

第一批Model X 是限量版系列，一般出售给董事会成员和公司的密切友人。接下来将推出的签名版系列，预付价4 万美元，起付价13.2 万美元。而价格较为低廉的Model X 基本版将会稍后推出。

Model X 签名系列最高时速为155英里(约合249 公里)/小时，一次充电可续航大约250 英里(402 公里)，百公里加速时间3.8 秒，在Ludicrous 模式下仅需3.2 秒。Model X 基于 Model S 底盘打造，并与其共享60%的零部件。在车身设计上，Model X 除了沿袭Model S 的流线造型和前脸设计，也加入了新的元素。马斯克在新车交付仪式上坦言，Model X 复杂的配置在装配过程中遇到的挑战，包括“鹰翼式车门”(Falcon Wing Doors)的垂直开启、独立操作的第二排座位，以及一个巨大的前挡风玻璃。这些对工程师来说都是难题，并且部分依赖于好几个部件和供应商。

Model X 早已经牵动了消费者和汽车媒体的关注，而迎接它的将会是前所未有的竞争压力。随着全球环境保护呼声的高涨，新能源汽车成为了众多车企的研发重点。

在前不久结束的德国法兰克福车展上，奔驰、雷克萨斯、保时捷、奥迪、大众、三菱、宝马一共发布了9 款新能源车，涵盖混合动力、纯电动、插电混动3 种动力形式。彭博社的报道认为：“在法兰克福国际车展上，特斯拉的竞争对象变得清晰起来。”而此前已经面市的丰田RAV4混动版、宝马X5 电动版和i5 电动版、保时捷卡宴混合动力版、沃尔沃 XC90 混合动力版等也对特斯拉形成了包围。

尽管特斯拉仍是硅谷最闪耀的明星之一，Model X 也是目前唯一一款能够进入到量产环节的纯电动3 排7 座SUV，但传统汽车厂商除了充分发挥在汽车生产上的经验优势之外，已开始在产品层面寻找突破点。

2014年年底，丰田面向日本市场推出了首款氢燃料电池车Mirai。相比于电动汽车，氢能源汽车在充电和续航方面更有优势。加满一次氢气只需要3 分钟，而特斯拉的超级充电桩需要40 分钟才可以让一辆没有电的车充满至80%；特斯拉Model S 使用超级充电桩充电30 分钟能够行驶270 公里，而加注一次氢气，氢能源汽车可以达到将近500 公里的续航里程。

宝马也在伺机而动。早在2007年宝马7 系就推出过氢燃料电池车，在今年法兰克福车展上该品牌又发布了3 款量产插电混动版车型，囊括了2 系、3 系以及7 系。宝马还宣布将继续改良旗下i3和i8 电动及混合动力汽车，这些新车型在问世之后将和特斯拉Model S、Model X 和Model 3 正面竞争。宝马的全新i5豪华型SUV 则预计2019年在莱比锡工厂投产，宝马可能会为i5 引入宝马和丰田合作开发的一套氢燃料动力系统，这将为其车型提供惊人的燃油效率，且无需耗费充电时间。

奥迪旗下的纯电动概念车e-tron Quattro SUV 在法兰克福车展上亮相。该车型预计在2018年年初开始规模性量产，将基于大众为奥迪推出的第二代纵置发动机模块化(MLB)平台打造。这款车有3 台电动机，一台驱动前轴，两台驱动后轴，最大功率可达370 千瓦，配备的95 千瓦时容量的锂离子电池可以提供超过500 公里的最大续航里程。

奔驰在 Smart Fortwo、A 级、B 级以及SLS AMG 等车型中，已推出了多款经受过道路考验的蓄电池或燃料电池驱动车型，并且拥有两家专为电动汽车生产蓄电池和锂离子电池的独资工厂。2014年，其母公司戴姆勒集团将64 亿美元研发预算的一半左右用于开发低排放技术。戴姆勒还与福特、日产共同投资了10所加氢站，计划于2017年开始向市场投放批量生产的、具有价格竞争力的燃料电池车型。

就连阿斯顿·马丁这样的传统超级跑车品牌也在新能源汽车领域跃跃欲试。阿斯顿·马丁CEO Andy Palmer 已经向媒体表示，Rapide 车型电动版本预计两年内上市，DBX 也将推出纯电动版本，首先在2019年左右推出插电式混动版，随后将推出纯电动版本。

诸多车企对特斯拉形成的包围局面体现了新能源汽车广阔的发展前景。随着特斯拉的崛起和一路走红，纯电动车一直备受青睐。数据显示，今年上半年，纯电动车在全球插电式汽车市场的占比高达62%。今年全球电动汽车销量有望达到40 万辆。而名列世界经济论坛发布的2015年度十大新兴技术之一的燃料电池汽车发展势头也十分迅猛。

特斯拉能否突出重围还需经历市场的检验，但不断的创新保证了他们在这场新能源汽车争夺战中占有优势。Model S 车型系列将新增4 位新成员：Model S P90D、Model S P90、Model S 90D、Model S 70D。其中，Model S P90D 的百公里加速仅需 2.9 秒，Model S 90D 续航里程可以达到528 公里，Model S 70D 则成为最新的入门级车型。此外，特斯拉还将在2016年发布入门级电动汽车Model 3，2017年实现量产，同时在2017年推出续航里程达到998 公里的车型。