Глава 318. Блокбастер

В 1799 году Итальянский физик Вольт окунул кусок цинковой пластины и оловянную пластину в солёную воду и обнаружил, что по проводам, соединяющим два металла, течёт ток. Поэтому он помещал распушенную ткань или бумажные листы, смоченные в солёной воде, между цинковыми и серебряными листами и складывал многие из них вместе. Сильное стимулирование током можно было почувствовать, когда руки были помещены на оба конца. Используя этот метод, Вольт создал первую в мире батарею — «котёл Вольта».

Батареи существовали уже более двухсот лет с момента своего появления. Но прошло уже двести лет. В отличие от транзисторов в законе Мура, на протяжении всей истории не было значительного улучшения плотности энергии батарей. Самые ранние батареи, которые широко использовались, были углеродно-цинковыми батареями. Он имел плотность энергии около 30-100 Вт⋅ч/кг. Аккумулятор можно было использовать только один раз, но низкая цена. Свинцово-кислотная батарея, которая была изобретена впоследствии, была ещё более широко использована. Её плотность энергии составляла около 60-120 Вт⋅ч/кг, но её можно было заряжать многократно. В паре с её дешёвым ценообразованием, она быстро стала мейнстримом и преобладала в течение почти ста лет. До сих пор она ещё не угасла. Но плотность энергии свинцово-кислотных аккумуляторов была слишком низкой. Таким образом, в 1960-х годах появились литиевые батареи. Он имел плотность энергии 150-250 Вт⋅ч/кг, что было эквивалентно удвоенному количеству свинцовых батарей. Некоторые высокоэффективные литиевые батареи даже имели плотность энергии до 300 Вт⋅ч/кг. Теоретически они могли достигать 1000 Вт⋅ч/кг.

Но теория остается теорией. В реальных сценариях, было очень трудно для плотности энергии литиевых батарей превысить 300 Вт⋅ч/кг. Его можно было рассматривать только как полу-аккумулятор высокой энергии. Из-за своей технической сложности и некоторых проблем в области безопасности и производственных затрат, литиевые батареи не были широко распространены до 21-го века, где они постепенно стали основным направлением. Пути развития для батарей были в изобилии. Были организации, работающие над будущими батареями с более высокой плотностью энергии, более длительным сроком службы и лучшей безопасностью.

Например, металлические-воздушные батареи. Представителем для этого типа батареи была батарея цинк-воздуха. Удельная энергия цинково-воздушной батареи была в 4-6 раз больше, чем у свинцово-кислотной батареи, и на 100% больше, чем у литий-ионной батареи. Электромобили, работающие на таких батареях, могут достигать расстояния в 400 километров. Технологический процесс для батарей цинк-воздуха был прост и низкая цена. Её массовое производство стоило примерно от 300 до 500 долларов за киловольт-ампер в час, даже дешевле, чем свинцово-кислотные батареи. Кроме того, аккумулятор был безопасным и надёжным. Даже если внешний вид батареи подвергался открытому огню, короткому замыканию, проколам или ударам, она не будет гореть или взрываться.

Но даже с таким большим количеством преимуществ, были некоторые фатальные недостатки для цинк-воздушных батарей. Её стоимость использования была относительно выше, и она имела сложный процесс зарядки. Она имела короткий практический срок службы примерно от одного до двух лет. Это было вызвано не плохой работой электрохимического элемента батареи, а самой структурой батареи. Технология пакетной обработки была недостаточно зрелой. Производство каталитической мембраны и тефлона требовало полумеханических операций, которые имели ручные факторы, которые привели бы к отклонениям в работе батареи. Таким образом, по-прежнему было довольно трудно широко использовать металлические воздушные батареи.

Кроме того, были также твердотельные батареи, нанокристаллические литий-ионные батареи, топливные элементы… и несколько десятков типов батарей. Некоторые заявляли, что они достигли плотности энергии в 500 Вт⋅ч/кг, в то время как некоторые утверждали, что они перешли за 800. Были даже такие, которые прорвались через 1000. Люди были взвинчены, как будто они видели надежду на рассвете эры высокоэнергетических батарей.

Однако… это был просто белый слон. Производительность лаборатории не была эквивалентна фактической производительности. Лабораторные продукты могут и не стать рыночными продуктами. Батарея с самой высокой плотностью энергии достижимой от рынка в настоящее время была тройной батареей используя положительные электроды сделанные с тройным полимерным материалом совмещенным с марганцем кобальта никеля (Li(NiCoMn)O2). Для этого типа батареи, фабрика в пределах Китая включила его с технологией графена, которая форсировала плотность энергии батареи 500 Вт⋅ч/кг, самый высокий уровень в мире. За это время он вызвал мировую сенсацию, так как считался рассветом эпохи новой энергии.

Но, возможно, ещё слишком рано радоваться. Плотность энергии бензина составляла колоссальные 12000 Вт⋅ч/кг, в то время как лучшая тройная батарея имела только плотность энергии 4,58% от бензина, которая была меньше одной двадцатой. Технология тройных аккумуляторов всё ещё была далека от замены традиционных источников энергии. То, что видели люди, было всего лишь проблеском надежды.

Успех батарей «высокой энергии 1» технологий Син Хай, с другой стороны, немедленно актуализировал эту надежду. В исследовательском центре Чжао Чан, человек, ответственный за этот проект, взволнованно сказал: «г-н Чэнь, мы сделали удивительный скачок в технологии батареи! Во-первых, наша «высокая энергия 1» не является традиционной жидкой или полутвёрдой батареей, это полная твердотельная батарея! Полная твердотельная батарея является самой безопасной. Она противоударная, имеет высокотемпературное сопротивление, хорошую стабильность, и может вытерпеть больше поручая примеров сравненных к другим батареям. Например, лучшая тройная батарея может быть перезаряжена 1500 раз. После 800 экземпляров емкость аккумулятора упадет до 80%. Нашу «высокую энергию 1» можно перезаряжать 10.000 раз. Только после 5000 циклов зарядки-разрядки ёмкость нашей батареи упадет примерно до 80%. Кроме того, батарея «высокая энергия 1» интегрирована с самой передовой технологией быстрой зарядки графена. Например, это 10,000 мАч, которую я держу. Она поддерживает технологию быстрой зарядки до 100 Вт. Всего за 6-10 минут эта батарея будет полностью заряжена, и вам не придётся беспокоиться о перегреве батареи». — Чжао Чан продолжал, держа маленькую батарею: «мы достигли такой плотности энергии, поскольку батарея использует совершенно новый нанополимерный материал в качестве положительного электрода, мы измерили его на 1500 Вт⋅ч/кг. Это в 6-7 раз больше, чем у обычных батарей! Эквивалентно одной восьмой бензина. В практическом использовании, эффективность использования энергии бензина в генераторах смогла по большей мере достигнуть 40%, обыкновенно над 30%. Пока для батарей, своя эффективность вообще над 90%. Поэтому, с точки зрения эффективности использования энергии, фактическая производительность нашей батареи «высокой энергии 1» равна трети бензина»

Одна треть бензина! Это можно было бы назвать довольно невероятным. Потенциал электромобилей мгновенно превзошёл традиционные топливные транспортные средства. По сравнению с двигателем бензинового автомобиля, конструкция двигателя электромобиля была проще, легче и была избавлена от многих дополнительных механических конструкций, которые соответственно уменьшали общую массу автомобиля до ста килограммов. При отказе от дополнительных сложных трансмиссионных конструкций, таких как коробки передач, общее снижение массы транспортного средства составит более 200 кг. Конечно, для того, чтобы достичь того же расстояния путешествия, что и топливные автомобили, количество включенных аккумуляторных батарей, безусловно, увеличится. С точки зрения 50-килограммового бензобака, автомобилю потребуется 150 килограммов батарей «высокой энергии 1», чтобы достичь аналогичного расстояния движения.

Тем не менее электромобили, использующие батареи «высокой энергии 1», всё равно будут более чем на сто килограммов легче! Следовательно, его производительность в путешествиях будет только лучше. Благодаря самой передовой технологии быстрой зарядки, большой объём батарей будет полностью заряжен в течение 30-60 минут. Время ожидания не будет исключительно долгим. Сочетая это с 10-тысячными зарядными экземплярами и превосходной безопасностью, которую она обеспечивала… по крайней мере, в автомобильной промышленности, учитывая защиту окружающей среды, удобство использования, расстояние до места путешествия, стоимость и другие аспекты, люди вряд ли могли найти причину отказаться от электромобилей с появлением батареи «высокой энергии 1».

Более того, как только эти батареи были запущены, было трудно представить, насколько большое влияние это вызовет. Это вызвало бы глобальный беспорядок в непреодолимых областях и неизбежно подвергло бы технологии Син Хай огромному давлению. Поэтому перед Чэнь Цзинем встал такой вопрос: Должен ли он взорвать этот блокбастер?