鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1314次 | 2020年07月16日
石墨烯電池能“澆滅”電動(dòng)汽車的火嗎?
全球能源危機(jī)不斷加深、石油資源日趨枯竭、大氣污染、全球氣候變暖等災(zāi)害的加劇,都免不了燃油汽車的"功勞",藍(lán)天成為一種奢望。2019年我國的石油進(jìn)口量再度成為全球最高,石油對(duì)外依賴度(進(jìn)口石油除以石油總消費(fèi)量)上升為72%。在環(huán)境保護(hù)和石油需求量巨大的背景下,節(jié)能減排被車企死死盯住,新能源汽車也就不期而遇。
早在2010年,我國就將新能源汽車產(chǎn)業(yè)納入了戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),以國家戰(zhàn)略的形式為新能源汽車"正名",也在政策上給國內(nèi)自主新能源汽車品牌大力的支持,使得新能源汽車行業(yè)在短期之內(nèi)取得了較突出的成就,然而隨著近年來多起電動(dòng)汽車自燃事故的出現(xiàn),安全性成為電動(dòng)汽車的一道坎。
電動(dòng)汽車自燃可以歸結(jié)為兩類,一類為車輛電子元件故障引發(fā),一類為電池故障引發(fā),其中第二類引發(fā)自燃情況較多。目前,市場上電動(dòng)汽車大多使用磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池為動(dòng)力。這兩種電池的最大區(qū)別是耐高溫性,這是由他們本身的化學(xué)性質(zhì)所決定的。磷酸鐵鋰晶體中的P-O鍵分解溫度為700-800攝氏度,即使遇到碰撞、針刺等情況也不會(huì)產(chǎn)生劇烈燃燒。三元鋰電池相比較而言就遜色得多,其內(nèi)部物質(zhì)溫度達(dá)到250-300攝氏度就會(huì)發(fā)生分解,三元鋰電池中還存在可燃的電解液和碳材料,會(huì)進(jìn)一步加劇分解發(fā)生爆炸自燃。由于磷酸鐵鋰電池耐高溫的特性,其電動(dòng)汽車行業(yè)始終占據(jù)主導(dǎo)地位,不過2016年以后,三元鋰電池開始反超,持續(xù)到目前,三元鋰電池占據(jù)大部分江山。
三元鋰電池的安全性不如磷酸鐵鋰電池,之所以能夠主導(dǎo)電動(dòng)汽車市場是因?yàn)樗哪芰棵芏缺攘姿徼F鋰電池更高,根據(jù)比克電池提供的資料來看,18650電池(鋰離子電池鼻祖)的三元鋰電池能量密度達(dá)到了232Wh/kg,磷酸鐵鋰電池始終在170-190Wh/kg,且三元鋰電池加之體積小、質(zhì)量輕帶來的空間性和續(xù)航能力是磷酸鐵鋰電池?zé)o法比擬的。除安全性外,續(xù)航能力應(yīng)該是我們的第二關(guān)注對(duì)象了,眾所周知,在冬天低溫的環(huán)境下,電動(dòng)車電池續(xù)航能力明顯下降(家里有電車的都懂),磷酸鐵鋰電池在零下20攝氏度時(shí)電池容量下降了46%,三元鋰電池只下降了30%,正所謂"高溫不行低溫行"。
我國兩大動(dòng)力電池供應(yīng)商,寧德時(shí)代和比亞迪一直都在明爭暗斗。在2016年之前,比亞迪一直居主導(dǎo)地位,2017年至今,寧德時(shí)代厚積薄發(fā),如今市值相當(dāng)于兩個(gè)比亞迪。近期比亞迪也毫不示弱,高調(diào)推出"刀片電池"發(fā)起反攻信號(hào)。取名"刀片電池",是因?yàn)檫@款電池的外形與傳統(tǒng)方形電池相比,整個(gè)電池就像是一個(gè)扁平的長條刀片,最長可達(dá)2500mm,是普通磷酸鐵鋰電池的10倍以上,可極大提高電芯的成組效率,同時(shí)體積比和能量密度比也都提升50%。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
在比亞迪"刀片電池,出鞘安天下"發(fā)布會(huì)上,比亞迪董事長兼總裁王傳福表示刀片電池的續(xù)航能力可達(dá)600公里,使用壽命為120萬公里,同時(shí)在發(fā)布會(huì)上發(fā)布了一段比較刀片電池、三元鋰電池以及傳統(tǒng)磷酸鐵鋰電池的針刺測(cè)試視頻。測(cè)試顯示,當(dāng)溫度達(dá)到500℃,三元鋰電池會(huì)出現(xiàn)爆燃現(xiàn)象,傳統(tǒng)磷酸鐵鋰電池雖無明火但因高溫冒煙,刀片電池?zé)o一變化,表面溫度只有60℃。
說這段視頻是發(fā)起反攻的號(hào)角一點(diǎn)也不為過,視頻播出后,寧德時(shí)代和比亞迪的口水戰(zhàn)就沒斷過。通過發(fā)布會(huì)的介紹,刀片電池?zé)o論是續(xù)航安全性還是使用壽命都很不錯(cuò),不過目前還沒有出現(xiàn)搭載刀片電池的汽車出現(xiàn)證實(shí),大家需要耐心等待一段時(shí)間,搭載刀片電池的汽車問世之后,一切都可見分曉。
比亞迪推出刀片電池后,廣汽對(duì)外宣布石墨烯電池量產(chǎn)研發(fā)將從實(shí)驗(yàn)室走向?qū)嶓w車。2004年,英國曼徹斯特大學(xué):安德烈.蓋姆和康斯坦丁·諾沃消洛夫兩位科學(xué)家發(fā)現(xiàn),用一種非常簡單的方法得到越來越薄的石墨薄片,他們從高定向熱解石墨中提取出石墨片,將薄片兩面粘在一種特殊膠帶上,撕開膠帶,就能把石墨片一分為二。如此不斷重復(fù)操作,石墨片會(huì)越來越薄,最后,得到了僅由一層碳原子構(gòu)成的薄片,這就是石墨烯,具備超強(qiáng)導(dǎo)電性、超輕等特性。石墨烯與新能源電池汽車緊密聯(lián)系在一起,在許多充電實(shí)驗(yàn)中,石墨烯電池可把數(shù)小時(shí)充電時(shí)間壓縮到幾分鐘?,F(xiàn)在市面上所說的石墨烯電池都是在傳統(tǒng)電池基礎(chǔ)上加入石墨烯。在鋰電池中加入石墨烯可以有效降低熱量,降低對(duì)電池的損害。
石墨烯電池又稱"純金"打造的電池,2000元左右/g的成本導(dǎo)致有些企業(yè)破產(chǎn)。目前市面上所說的石墨烯電池≠純石墨烯電池,2017年,比亞迪將石墨烯作為導(dǎo)電劑在電池中使用,雖然大幅提升電池性能,其本質(zhì)還是屬于鋰電池。廣汽宣布的石墨烯"超級(jí)快充電池"是作為導(dǎo)電劑還是新技術(shù),目前沒有更多細(xì)節(jié)披露。石墨烯是否會(huì)徹底改變21世紀(jì)尚不清楚,不過澆滅電動(dòng)汽車這點(diǎn)"火"應(yīng)該是沒有問題的。
現(xiàn)在入手電動(dòng)汽車需要考慮充電樁的位置是否能夠覆蓋你的行駛范圍,以特斯拉model3為例:超級(jí)充電樁700km/hr,一個(gè)小時(shí)左右"加滿油",而家用220V充電需要10-12小時(shí)。雖然目前特斯拉將加快在華充電樁布局,截至目前大陸只有2500+個(gè)超級(jí)充電樁,2400+個(gè)目的地充電樁。與小鵬APP打通掃碼支付流程的運(yùn)營商充電樁總數(shù)已達(dá)20萬,用戶可以通過小鵬APP查看充電樁類型、位置等信息。目前還有很大一部分區(qū)域不在充電樁的覆蓋范圍,所以目前買電動(dòng)汽車需要先了解所在城市充電樁分布情況以及自身行駛區(qū)域。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無人設(shè)備
目前社會(huì)各界對(duì)電動(dòng)汽車都抱有極大熱情,政府仍在電動(dòng)汽車的示范推廣中發(fā)揮著主導(dǎo)作用。電動(dòng)汽車推廣的最核心問題是市場,這是政府無法干預(yù)的,必須依靠技術(shù)進(jìn)步和降低成本,這主要取決于電池技術(shù)的突破。政策的支持和社會(huì)的需要,車企必將不會(huì)停止電池技術(shù)的突破,相信在不久的將來,集安全和續(xù)航于一身的新能源汽車將完全取代燃油汽車。
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