
和几乎所有人一样,澳大利亚电池创新者吉利恩(Gelion)的商业计划也被打乱了。但该公司希望能在2022年初准备好第一条试产线,并预计明年能投入商业使用。
由于在澳大利亚新建工厂似乎与澳大利亚不再生产的政治说法背道而驰,SolarQuotes上周采访了Gelion首席执行官安德鲁·格莱姆斯,讨论了该公司的电池技术和计划。
Gelion的电池化学
有些读者会对锌溴中的液流电池比如昆士兰公司Redflow生产的。正如格莱姆斯向我们解释的那样,红流实际上是吉利恩的起源。
Redflow的创始人是悉尼大学的Thomas Maschmeyer教授,几年前,Redflow找到他,看他是否能帮助他们解决一些问题。他是一名催化化学家,他为他们做了一些工作,并意识到有机会使用流电池化学。”
Gelion董事长Thomas Maschmeyer教授
Maschmeyer意识到锌-溴的化学反应也可以建立在类似于固定存储应用的铅酸电池的形状上。Redflow对这个应用程序不感兴趣,所以公司允许Maschmeyer去实现他的想法。他开始建造原型来演示这项技术,2015年Gelion诞生了。
Grimes告诉我们,这种化学反应和Redflow使用的是一样的:
“根据你是在充电还是放电,溴化锌会被分解(变成锌和溴),然后重新组合在一起。”
然而,与将锌溴泵入膜的方法不同,Gelion的方法类似于铅酸电池,有极板和电解质。
在铅酸电池中,只有一种电解质。在Gelion化学中,有两种——一种锌,一种溴,都是凝胶形式——这些电解质的结合和分裂通过极板给电池充电和放电。
在分化的市场中找到一席之地
由于特斯拉的公众知名度非常高,在锂离子电池市场上,采用不同的化学成分似乎风险很高。然而,正如Maschmeyer在这个视频中解释的那样,锌-溴“每转移一个电子要比锂离子电池便宜9倍”。
当然,作为一家早期制造商,吉利恩起步时的劳动力成本将远远高于更成熟的技术。格里姆斯表示,随着公司制造经验的积累,它将学习如何尽可能地实现流程自动化。
虽然他还没有准备好为SolarQuotes提供单价,但他表示,该公司知道它希望价格达到什么水平。
吉里昂首席执行官安德鲁·格莱姆斯
他认为,吉利昂电池的平均能源成本——也就是说,考虑到整个生命周期的成本,如处置、安装大型锂电池所需的空调、运输成本等——将显著低于大型锂电池。
目前,在旁观者看来,电池市场正在围绕锂离子电池进行整合,但格莱姆斯表示,这是一种误解。世界仍在学习不同的用例如何具有不同的需求。虽然锂离子电池是电动汽车的理想电池,但电网级电池更适合规模扩大但使用廉价材料的技术(如锌溴电池)。
所以,格莱姆斯说,市场正在分化,这对吉利恩这样的公司来说是件好事。
“在固定存储领域,对其他技术的需求确实存在——随着市场规模越来越大,我们看到市场正在分化。我们发现,我们的化学成分适合文具存储和能量转换方面的特定应用。”
回收及安全
此外,这种电池还有其他的优势:和铅酸电池一样,锌溴电池也是高度可回收的——格里姆斯说,Gelion电池“95%可回收”。
而且化学性质本质上是安全的,因为电解质具有防火性能。正如你在这个YouTube视频(由ABC提供)中看到的,你可以非常严厉地对待吉利恩电池,而不会引起火灾:
格莱姆斯说,从本质上讲,锂是一种危险的技术:“它会产生树突,形成短路,从而引发火灾。”任何见过大型铅酸装置的人都熟悉火花危险的警告标志。
格莱姆斯指出,在ABC的视频中,电池不仅没有着火,也没有停止供电。
这种安全性对远程用户来说尤其有吸引力,因为如果你距离市区有半天的路程,你离消防员也很远。
格莱姆斯说:“我们也在与一些大型商业建筑公司讨论,他们对在新建筑中安装电池非常感兴趣,但不希望在地下室安装锂发电厂。”
远程家庭
他说,偏远的离网市场在西澳大利亚州和昆士兰州尤其重要,运营商可以让单个家庭连接到长达数十公里的线路上。Gelion公司认为,由于其电池的安全性、可运输性(可以在零电量的情况下运输)以及对用户的要求较低,该公司的电池将非常适合这种应用。
锌-溴化学反应具有锂离子电池或铅酸电池所缺乏的特性:完全放电不会损坏电池,而是有益的。
“从本质上讲,它是在阳极上镀和脱锌。在阴极上,它在溶解溴。”
这些化学物质很乐意被镀和脱镀——格里姆斯说,完全放电对电池进行了一种“化学重置”——而铅酸电池却不是这样。
“当你走得太深时,就会开始出现不可逆的反应。沉淀物会掉到电池底部,永远不会再参与反应。”
每个拥有铅酸电池组的人都知道这个过程:无论谁建立了这个系统,都必须决定放电限制和何时发出警报。如果电量降至零,Gelion用户只会注意到停电。
吉利恩电池制造公司即将投产
随着悉尼的封锁即将结束,格莱姆斯预计很快就会开始在费尔菲尔德建立试点生产线。
“我们希望在今年年底将少量的细胞组装在一起。电池制造从手工工艺开始,随着工艺的改进,你开始投入设备,降低成本。”
在一种认为“没有东西是澳大利亚制造的”的民族文化中,这可能看起来是一场艰苦的战斗,但格莱姆斯表示,澳大利亚作为电池存储市场“不自量力”。
还有一个问题,那就是从全球供应链中独立出来,而全球供应链并不像大家想象的那么强健。
格莱姆斯说:“全球政治和新冠肺炎让我们觉得,多一点自力更生并不是坏事。”
由于公司最初的客户会在这里,接近客户会让公司更容易做出回应。
吉利恩的全球市场计划是在全球铅酸电池制造商中寻找合作伙伴,因为制造流程非常相似。
作者附言:本文经过编辑。报道的最初版本称,生产将于今年开始,这是错误的。
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我想看看有住宅的房子。我已经准备好冒险做个测试版了。
听起来太棒了!当然,在这样一个竞争激烈的市场上,一切都取决于最终价格,以及他们多久能达到这个价格
如果我们想要一个“真正的”替代方案,澳大利亚的倡议“将”提供了一个技术上和成本上有效的替代方案。它正在兴起,正在生产的产品在海外引起了极大的兴趣。世纪电池公司就是证明。不要忽视本地产品,它正在小心地在我们的电力生产的未来中占有一席之地。
如果Gelion能提供一些关于功率和密度的基本信息,那将是非常有用的。
一些能持续多久的指示将会很有帮助。
价格将是决定这些电池成败的因素之一。锂电池和铅酸是一项众所周知的成熟技术。人们不会愿意在没有激励的情况下冒险尝试新事物,例如价格和可信的现实世界的例子,如家庭安装,可以看到真正的好处。
虽然这种化学反应听起来不错,但时间会证明承诺是否会兑现。
如果电池真像听起来那么好,又不浪费钱,我就买。
当我看到诸如“每转移一个电子,溴化锌比锂离子电池便宜9倍”这样的陈述时,我不禁会想:
1.要么,这个人不懂物理,要么
2.这个人故意误导我们。
我这样想的原因是,电子(电荷)的转移速率只与电流直接相关,而不考虑终端电压。
事实上,一个锌-溴化电池的电压是1.85v,而锂离子电池的电压接近3.7v(最高4.2v),大约是它的两倍。
因此,在能量方面——电池的存储——原始报价将(能源)成本节省夸大了2倍。仍然很好,但具有误导性——不幸的是(对我来说),这玷污了整篇文章,因为它可能是一个普遍的失实陈述。
作者应该知道,电池的目的是储存能量。毕竟,一桶水储存了大量的电子——你可以通过将它们从一个桶倒到另一个桶来“转移”它们。
伊恩,不考虑每个电子转移的1/9成本,似乎忘记了每两个电子向一个方向移动,一个锌离子或两个锂离子必须在各自的电解质中向另一个方向流动。电池中锂或锌层的大小决定了电池在充电前可以推动多少电子,而这种说法似乎只是在说锌比锂便宜得多,可能是在暗示两价。随着纯电动汽车垄断Li市场,成本优势将不得不增加,电网规模和国内存储将从日益昂贵的骏马上跌落。我认为到2010年中期,他们的市场会迅速向他们袭来。
Redflow锌溴电池在家用中的问题是充放电率适中——你真的需要至少两个。
如果销量达到价格减半的水平,那么他们将很难被击败。据说Gelion电池(在制造时)具有可调(放电)充电率,因此可能更适合国内安装。
如果是这样,或者高压电池盒是计划中的,那么尝试在离网的家庭环境中使用它们将是一个非常有趣的技术练习。如果在最初的电池结构中只有适度的充电电流,那么平衡的BMS应该允许120v或240v的堆叠在适度的电流下提供良好的充电功率。有了计划中的冗余系统(尚未最终确定)和发电机,出现的大多数问题只会引起这位退休电气工程师的兴趣。
是的,Eric Christiansen,毫无疑问你是正确的(锌比锂便宜,关于二元价的问题)。
毫无疑问,这可能是索赔1/9成本(每转移库仑)的基础。
但事实是,每转移一个电子,锌br电池只转移了锂离子电池一半的能量。
因此,撇开自旋不谈,如果1/9的说法最终被证明是正确的,那么锌-溴电池每千瓦时转移的能量的成本将是锂离子电池的1/(4.5)。
我的观点是——对这样的说法进行“旋转”——歪曲了事实,只会损害对事情真相的认知。就我个人而言,现在连1/(4.5)的成本说法都不太相信了。
在我看来,你认为我的担忧可能会“忘记”细胞的内部特征,这只是一个“转移注意力”的问题。我在考虑现实世界的特征,在手机终端上。就有效的电池储能特性而言,我确实认为1/9的说法是不正确的,但并不一定会否认1/(4.5)的数字。
我还会考虑其他现实世界的因素——比如使用寿命、可靠性、维护需求、可能的回收问题,等等。这些问题也应该包括在“转移的每千瓦时成本”中。
我是说,在现实生活中,你提到的锌溴电池的两个优势,长使用寿命和非常高的可回收性,是显著的优势,而且可靠性通过再生擦洗循环得到了增强,但任何有一对泵的东西都面临着机械故障的前景。至少BLDC电机没有换向器或电刷磨损维护问题,轻负荷轴承可以有很长的寿命。更换液流电池中的一个组件,而不是完全更换不可修复的Powerwall或类似的组件,将可维护性放在了前面。
较低的充电循环效率,在80而不是高90,可以通过更大的光伏阵列廉价地抵消,考虑到更多的面板的低成本,但需要每两周左右清洗一次电池循环,以及中等的最大充电速率,在现实生活中,几乎需要至少两块电池。具体来说,这些因素让我更青睐于LiFePO4或钛酸锂,尽管只有后者在循环寿命方面可以与锌-溴相媲美——这可能是除价格之外最大的现实成本因素。
这篇文章中有很多东西不太合理。
格莱姆斯说,从本质上讲,锂是一种危险的技术:“它会产生树突,形成短路,从而引发火灾”。任何见过大型铅酸装置的人都熟悉火花风险的警告标志。”
分解“锂是一种危险的技术”为什么?LifePO4是目前最安全的电池技术之一。即使是其他锂化学物质也不是特别危险,否则我们就不会把它们放在口袋里了。
“它会产生树突,形成短路,从而引发火灾”——如果电池制造正确,管理得当,这种情况很少发生,也永远不会发生。LG的记录并不好。
“任何见过大型铅酸装置的人都熟悉火花风险的警告标志。”
我不确定这与锂是一种“危险技术”有什么关系,但我认为理查德可能从引用中删减了几句话。
我认为任何新的实现都是有希望的(旧的化学,新的设计)——这个可能更适合远程安装,而不是住宅,因为它承诺持续几十年,电信的主要成本之一是更换电池所涉及的劳动力。
在看了YT的视频后,我认为这种化学物质在住宅中与锂竞争有问题。每公斤的功率和容量很低,锂离子的效率很低,往返约76%(不包括逆变器损耗),目前每Wh的价格要贵得多。所以你需要购买更多的Wh,它们会占用更多的空间,由于效率低下,你需要更多的太阳能/风能/电网来充电。
这是一种从完全释放中受益的化学反应,但在家庭环境中并不总是容易实现——而且没有提到如果你不把它释放到零会发生什么?
你好,约翰·米切尔
你提出了一系列非常好的观点——也许这更像是一种营销“噱头”,而不是残酷的诚实。一旦这项新安排取得进展,就能证明事实。锌溴已经存在很长时间了。
说到锂安全,我认为很多人都受到了备受关注的三星Note 7起火事件的影响(我后来购买了一部三星8S,因为三星不太可能想要后续的营销灾难——事实证明这是没有问题的——显然是为了节省一些厚度,他们删除了一层绝缘层,自从重新启用以来)。还有大肆宣传的特斯拉火灾——事实上,我知道保险公司不愿意为高层停车场内的充电站提供保险。
但汽油车并不是从来没有着火过…!较老的福特护卫队以它而闻名,甚至高端宝马也牺牲了自己。
我对你的出院评论特别感兴趣。正如我回忆的那样,Redflow ZN-Br液流电池会定期将自己放电至零,不时-这是保持功能的必要特性。这肯定是非常低效的能源(浪费了剩余的电量),而且不方便(可能在清晨需要的时候是空的)。希望新的安排不需要这个功能。
据广泛报道,雪佛兰博尔特火灾导致通用汽车损失了20亿美元,并进行了大规模召回。在LG化学提供更安全的电池之前,该公司将停止生产。车主被建议不要把车停在距离另一辆车50英尺以内的地方,以避免责任,我在一些来源中读到过。
有数据表明,在美国,每行驶2000万英里就有一辆ICE汽车燃烧,而特斯拉的速度是每2.05亿英里燃烧一辆。我不知道雪佛兰Bolt是否像ICE的车辆率一样糟糕,尽管它存在巨大的问题。
但ICE车辆在停放时很少着火,而且更容易被扑灭——美国的标准是300加仑vs 3万加仑。
关于洗锌br电池的能量效率低,自动100%放电只发生在消耗没有抢占操作。对于一个有效率意识的用户来说,在清洁计划之前的一个晚上把电池敲碎并不困难。不可否认的是,如果额外的洗衣机/洗碗机/炊具/ HWS负载可以在白天由一代一代提供,并且其中一个是在家,那么就有损失-除非一个是联网的,并且可以输出能量转储以获取利润。或者,如果一辆纯电动汽车在一周内一直站在普通停车场工作,它通常可以消耗10或20千瓦时的电量。如果离网,更大的问题是有两个电池,交错的擦洗周期,或者在光伏阵列或化石燃料发电机上线之前没有电力。
但是,两个10千瓦时的电池无论如何都是离网的最低要求,所以在现实世界中,我认为这没什么大不了的。(没错,离网不适合贫穷的人。)
https://www.pv-magazine-australia.com/2021/08/02/fire-at-victorian-big-battery-now-under-control/
吉利恩电池不会燃烧。这对于电网规模来说是一个很大的优势,在任何一个国家,火灾风险都是一个很大的考虑因素,而这正在迅速成为每个国家。此外,建筑成本的降低也不需要冷却等,这也是一个巨大的胜利。
如果你的电池不会燃烧,不会爆炸,可以放电到0,然后充电,继续工作。你有了比锂离子电池更安全、更可靠的电池。如果它更便宜,你可以用现有的基础设施来建造,比如铅酸设施,你就完成了一件大事。
这似乎就是Gelion所取得的成就。这家公司下个月上市。
吉利恩的市值可能会暴增。
具体操作细节在哪里?除了媒体炒作,我什么都没看到。
电池寿命是锂的弱点。锌溴似乎并没有一长串的禁忌清单
一切都是相对的。
为了延长锂的寿命,一个理想的方法是将电荷水平保持在一个窗口内。这意味着使用更少的电池容量。
我很好奇它们会有什么样的生命周期。在我看来,(也许)它们可以被完全释放而不退化,这意味着相对寿命更长。如果是这样的话,我认为更长的生命周期可以有效地降低电池每能量单位的碳排放。
最近在Cosmos上看到了一篇关于一家名为ZED(零排放开发)的昆士兰公司的文章。最重要的是用石墨烯制造蓄电池。他们声称他们的电池是混合使用静电和电化学设置。不知道这意味着什么,但昆士兰的一所学校已经将它们与该公司生产的太阳能电池板一起安装。他们在自己的网站上声称,石墨烯电池比锂电池有很多优势。接近100%的可回收性,更少的热量产生,更多的功率输出,更长的寿命,更低的成本,因为石墨烯比锂更容易获得。关于最后一个问题,我不知道不同存储单元的价格是多少,因为我对与销售代表交谈不感兴趣,这是唯一的方法。他们的网站上没有商业或住宅单元的定价。我不是个书呆子,但如果它是一个去肯定是一件好事。我们澳元的箭袋里又多了一箭。