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纳锂电池的路线之争
阿哒
下海干活的老韭菜
2021-08-26 08:50:13

7月29日,动力电池领军企业宁德时代召开产品发布会,正式推出了第一代钠离子电池,引起市场的强烈关注。我们知道,目前最常见的动力电池,无论是三元锂电池还是磷酸铁锂电池,都离不开最核心的元素——锂。而宁德时代自己就是全球最大的锂电池生产企业,这次在业内率先发布钠离子电池产品,有点“革自己的命”的意思。宁德时代表示,目前会将钠离子电池和锂离子电池混搭使用,预计钠离子电池最快会在2023年实现商业化。

我看到,对钠离子电池的前景,市场上有两种判断。很多媒体认为,趋势已经比较明朗了,钠离子电池就是未来的技术方向,它会彻底取代现在的锂离子电池。但是另一方面,资本市场的反应很有意思。就在发布钠离子电池的第二天,宁德时代股价小幅下跌,而锂业龙头股天齐锂业涨停。这可能意味着,资本判断,钠离子电池短期内不会对锂电池形成实质性挑战。

钠和锂,到底谁代表未来的电池技术方向,这个我不懂啊。但是从这个争论,我联想到一件有趣的事,就是在半导体产业的发展历史上,也出现过一次材料之争,就是那场著名的“锗硅之争”。

说起半导体材料,我们首先想到的肯定是硅。但是你知道吗,世界上第一个半导体并不是硅做的,而是一种叫“锗”(zhě)的材料。发明晶体管的肖克利团队认为,锗比硅的导电性能更好,而且更有韧性不容易脆,所以他们用锗研制出了世界上第一只晶体管,并且因此获得了诺贝尔奖。后来,德州仪器率先研制出了第一个商用晶体管,并实现量产,用在收音机等日常电器上,使用的材料也是锗。

但是,进入量产之后,锗的巨大短板就出现了。锗是一种稀有元素,地球上的储量很少,而且分布还特别分散,几乎没有比较集中的锗矿,这就为开采锗增加了巨大的难度。锗的价格甚至一度超过了白银。所以,德州仪器就一直琢磨能够替代锗的材料——硅。我们知道,硅的主要来源就是沙子,它的原料成本是接近于零的,如果能用硅替代锗,那晶体管的成本就能够大大降低。没过多久,德州仪器真的搞出了量产的硅晶体管。

为了宣传硅晶体管,1954年,在美国的一次展会上,一位德州仪器的工程师上台做了个现场演示。他将一台连在电唱机上的锗晶体管放进一桶热油里,电唱机立马没声音了。然后他又拆下锗晶体管,换上硅晶体管,也放进热油里,结果电唱机唱得好好的。这是因为,硅比锗更耐热。这个现场展示的效果非常好,硅晶体管一下子打开了销路。

不过,锗并没有从此退出舞台。几年之后,德州仪器工程师基尔比看到挨个焊接晶体管太麻烦,于是发明了集成电路。他认为硅的纯度不够,不能制造出他想要的电阻和电容,因此他发明的世界上第一个集成电路,还是用的锗。眼看着历史的天平又偏向了锗,这时候又杀出一路人马,就是英特尔创始人诺伊斯的团队。诺伊斯以硅片为基座,发明出了“平面印刷工艺”,也就是现代光刻技术的前身。这下,英特尔的硅集成电路彻底打败了德州仪器的锗集成电路,锗从此再也没翻身。如今只有“硅谷”,而没有“锗谷”。

听完这段“锗硅之争”,再回过头来看动力电池的“钠锂之争”,是不是觉得似曾相识?锂元素的全球储量很低,开采成本很高、分布还极不均匀,这就好像当初的锗。而钠元素,以盐的形式存在于海水中,储量充足、获取成本低,这就好像后来的硅。抛开技术层面不谈,单从商业化前景来说,钠显然比锂具有更大的想象空间。

当然,历史不能做简单的类比,这里咱们只是开个脑洞。今后关于动力电池的最新技术发展,我们会为你持续追踪。

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宁德时代
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