鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:508次 | 2022年07月29日
若鋰電池?zé)o重大技術(shù)變革 電動(dòng)汽車(chē)推廣或?qū)⑼磺?/h1>
據(jù)外媒報(bào)道,法國(guó)于2017年七月初宣布,該國(guó)將于2040年禁售燃油車(chē),而印度和挪威分別于2030年、2025年禁售燃油車(chē),只賣(mài)電動(dòng)汽車(chē)。燃油車(chē)在全球的前途堪憂(yōu),電動(dòng)汽車(chē)是否能順利取代呢?
各大車(chē)企紛紛在電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域展開(kāi)角逐,力圖滿(mǎn)足市場(chǎng)及用戶(hù)的需求。沃爾沃承諾,自2019年起,旗下所有新車(chē)型都將配備一款電機(jī)。
如今的電機(jī)采用有現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)理念,其結(jié)構(gòu)緊湊,能效極高,可實(shí)現(xiàn)零排放,但若要為車(chē)輛供應(yīng)動(dòng)力,車(chē)企不得不為電機(jī)搭配一款電池,而這恰恰是當(dāng)前電動(dòng)汽車(chē)推廣應(yīng)用受限的癥結(jié)所在。
鋰電池對(duì)電動(dòng)汽車(chē)推廣的制約
如今,大多數(shù)電動(dòng)汽車(chē)都采用了鋰離子蓄電池組,鋰電池在智能手機(jī)、平板電腦及筆記本電腦等設(shè)備中也有廣泛的應(yīng)用。據(jù)全球知名咨詢(xún)公司——麥肯錫的研究表明,從2010年起至今,電動(dòng)汽車(chē)車(chē)載鋰離子蓄電池組的價(jià)格下跌了近80%,但其售價(jià)依然昂貴。
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%
通用旗下雪佛蘭Bolt搭載的蓄電池組的售價(jià)超過(guò)1.57萬(wàn)美元(約合12,150英鎊),其售價(jià)占到了整車(chē)售價(jià)的四成以上。據(jù)麥肯錫透露,欲使電動(dòng)汽車(chē)的售價(jià)跌至汽油車(chē)的價(jià)位,或許還要耗費(fèi)10年甚至更久。
盡管電機(jī)的能效要高于內(nèi)燃機(jī),但電池的儲(chǔ)能只占到汽油、柴油等化石燃料(fossilfuel)的一小部分。如今有的電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)航里程數(shù)甚至只有100英里左右。
最后,即使最終鋰電池的售價(jià)下跌,但其仍存在安全問(wèn)題。該類(lèi)電池要進(jìn)行冷卻,防止出現(xiàn)電池過(guò)熱的情況,更何況其所含液態(tài)電解質(zhì)具有易燃性。若電池受損,極易將其引燃。
車(chē)企的應(yīng)對(duì)之道
美國(guó)能源部的材料科學(xué)家兼Battery500聯(lián)盟的董事JunLiu表示:"談到電動(dòng)汽車(chē),就不得不考慮其成本、能量密度及安全性,這三點(diǎn)相當(dāng)至關(guān)重要。"該聯(lián)盟投入了5000萬(wàn)美元,力圖提升鋰電池的性能,并得到TSLA及IBM兩大公司的支持。
標(biāo)稱(chēng)電壓:28.8V
標(biāo)稱(chēng)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(wú)人設(shè)備
"Battery500"中的500意為:將鋰電池的能量密度翻番,因?yàn)殇囯x子蓄電池的能量密度值一般在250瓦時(shí)/千克。Liu表示,這意味著在短時(shí)間內(nèi)要優(yōu)化當(dāng)前的鋰電池技術(shù),并建造規(guī)模宏大的生產(chǎn)設(shè)施,如:TSLA在內(nèi)華達(dá)州建造的超級(jí)廠(chǎng)(Gigafactory)。
Liu表示:"若能提升制造規(guī)模,或?qū)⒋蠓档弯囯姵氐纳a(chǎn)成本。"TSLA想要獨(dú)自在全球建立三家超級(jí)廠(chǎng),每家廠(chǎng)都擁有超強(qiáng)的產(chǎn)量,相當(dāng)于2013年鋰電池的全球總產(chǎn)量。
此外,還要替換當(dāng)前正在采用的石墨陽(yáng)極(graphiteanode),改用硅質(zhì)電極。硅的儲(chǔ)電量要高于石墨,但充放電時(shí),該材質(zhì)容易出現(xiàn)膨脹和收縮,并和電解質(zhì)發(fā)生反應(yīng),直至將電解質(zhì)耗盡。由于上述問(wèn)題的存在,相較于石墨電池,將尚處于試驗(yàn)階段的含硅質(zhì)陽(yáng)極的鋰電池更快被淘汰。
要解決這類(lèi)問(wèn)題,或許要耗費(fèi)五年時(shí)間,但應(yīng)該能將鋰電池的能量密度提升至350瓦時(shí)/千克。然而,他承認(rèn)若想要實(shí)現(xiàn)鋰電池能量密度翻番,最少還要等上十年。
用戶(hù)對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的需求和擔(dān)憂(yōu)
但麻省理工學(xué)院(MIT)從事能源研究的教授JessikaTrancik表示,縱然存在上述種種難題,但仍無(wú)法阻止人們對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的購(gòu)買(mǎi)和使用需求。
據(jù)她的研究表明,諸如日產(chǎn)Leaf或福特??怂梗‵ordFocus)等價(jià)格較為便宜的電動(dòng)汽車(chē),不僅能滿(mǎn)足人們的日常駕駛需求,還能將溫室氣體排放量降低三成或更多。
她表示:"真正的挑戰(zhàn)在于幫助人們克服對(duì)電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)航里程數(shù)的擔(dān)憂(yōu)。當(dāng)用戶(hù)購(gòu)買(mǎi)新車(chē)后,他們想要了解車(chē)輛的續(xù)航里程數(shù)。若進(jìn)行長(zhǎng)途行駛,其車(chē)輛能否駛達(dá)目的地。相較于等待新電池的研發(fā)成功,若增設(shè)電動(dòng)汽車(chē)充電基礎(chǔ)設(shè)施,亦或是采用車(chē)輛共享等新業(yè)務(wù)模式,上述兩種方式或許能更快地解決電動(dòng)汽車(chē)的推廣問(wèn)題。"