鉅大LARGE | 點擊量：435次 | 2021年09月21日
攻關(guān)電動汽車的電池瓶頸
提高電池的能量密度，是解決電動汽車這個大市場的關(guān)鍵。圖示為對未來十年內(nèi)，電動汽車電池單位能量價格的估計。
來源：先進(jìn)汽車電池公司，波士頓咨詢集團(tuán)、德意志銀行、電子化聯(lián)盟、國家研究委員會、派克研究中心。
和普通汽車相比，電動汽車仍然過于昂貴且局限性太多，后者只在幾個定位市場有優(yōu)勢。這一點會改變嗎？答案與電池技術(shù)關(guān)系密切。電力更足且價格更便宜的電池，能使單次充電行駛距離從目前的70英里提高至數(shù)百英里，可對內(nèi)燃機(jī)形成有力挑戰(zhàn)。
許多專家同意，要達(dá)到這一目標(biāo)，電池技術(shù)要來一次大改變。像完全電動的日產(chǎn)樹葉（NissanLeaf）和雪佛蘭與通用的合作車型沃藍(lán)達(dá)（ChevroletVolt）這些電動汽車，有賴于為智能手機(jī)、iPad和超薄筆記本供電的鋰離子電池的加大版。因為鋰離子電池的出現(xiàn)，將金屬紐扣電池的能源密度提高了一倍，金屬紐扣電池在上世紀(jì)80年代用于磚頭大小的手機(jī)和其他許多消費(fèi)電子產(chǎn)品中。
通過使用鋰離子電池，像日產(chǎn)這樣的公司預(yù)測，它們已經(jīng)找到了電動汽車的單次充電行駛距離和有親和力的價格間的正確平衡點，以滿足那些行駛距離有限的駕駛員的需求。日產(chǎn)（Nissan）公司的葉子（Leaf）電動汽車的全球銷量已達(dá)2萬輛（在美國的售價為3萬3千美元）。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
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%
然而問題在于，盡管對鋰離子電池的樂觀已持續(xù)了數(shù)十年，其價格卻依然昂貴，性能依然有限，而且可能不會有什么進(jìn)展。像沃藍(lán)達(dá)使用的電池組大概要1萬美元，內(nèi)燃機(jī)的單次充電行駛距離約為40英里。根據(jù)美國能源部估計，葉子使用的電池大約1萬5千美元，根據(jù)路況不同，大約每行駛70英里就要充一次電。據(jù)美國科學(xué)院（NationalAcademyofSciences,NAS）的報告稱，假設(shè)油價為每加侖4美元，那么在2040年前，單次充電行駛范圍在40英里上下的插入式混合電動汽車，和傳統(tǒng)汽車相比，在成本上不大可能具有競爭力。
有關(guān)鋰離子電池組的成本估計，變動范圍很大。美國科學(xué)院的報告中的估計結(jié)果為每千瓦時625至850美元。像沃藍(lán)達(dá)這樣的車型要16千瓦的電池容量。但要讓電動汽車真正變得流行，底線在于電池必須要比現(xiàn)在便宜的多，而且要大幅提高單次充電行駛距離。
以傳統(tǒng)鋰離子技術(shù)能否達(dá)到這一目標(biāo)，是個尚待爭論的問題。盡管一些電池制造業(yè)的相關(guān)人士稱傳統(tǒng)技術(shù)還有提升的空間，但以美國科學(xué)院為例，其報告中就提到，盡管鋰離子電池在過去10年來價格已大幅降低，但降價的趨勢似已趨于平緩。報告中推斷，即使按照樂觀的假設(shè)，到2030年時，鋰離子電池的成本也要高達(dá)每千瓦時360美元。
然而，美國能源部（U.S.DepartmentofEnergy）卻對電動汽車電池有著遠(yuǎn)為宏偉的目標(biāo)，即：在2020年將成本降低至每千瓦時125美元。為了達(dá)到這一目標(biāo)，要激進(jìn)的新技術(shù)。作為鼓勵電池技術(shù)創(chuàng)新措施的一部分，能源部的ARPA-E計劃已經(jīng)資助了10項工程，其中大部分都有新創(chuàng)公司參與，以求找到改變游戲規(guī)則的技術(shù)，將電動汽車的單次充電行駛距離增至300到500英里。
能源部已經(jīng)為開發(fā)大批新技術(shù)投入了5700萬美元，這些技術(shù)包括金屬空氣電池、鋰硫電池和固態(tài)電池。受助公司中有一家位于麻省劍橋的派立昂技術(shù)公司（PellionTechnologies），正在研發(fā)鎂離子電池，其能量密度是鋰離子電池的兩倍。另一個受ARPA-E資助的新創(chuàng)公司是位于亞利桑那州圖森市的錫安力量（SionPower），該公司承諾，研制出的鋰硫電池的能量密度是傳統(tǒng)鋰離子電池的三倍，而且能夠供電動汽車行駛達(dá)300英里。
ARPA-E計劃意在支持高風(fēng)險項目，所以很難了解新的電池技術(shù)能否成功。但假如能源部達(dá)成了這一宏偉目標(biāo)，就將真正改變電動汽車的經(jīng)濟(jì)學(xué)。提高能量密度已經(jīng)改變了我們的交流方式，總有一天也將改變我們的交通方式。
下一篇：蓄電池短時間難以替代
