電池，是電動(dòng)車的“生命”，它將直接決定整輛電動(dòng)車的許多最終表現(xiàn)。

在特斯拉的推動(dòng)下，純電動(dòng)車的時(shí)代已經(jīng)“越來越近”——未來兩三年，幾乎所有的汽車品牌都將有插電汽車或是純電動(dòng)車上市。而在這一輪即將到來的大趨勢(shì)背后，電池毫無疑問地扮演著一個(gè)極其重要的角色。一場(chǎng)規(guī)模宏大，圍繞著電動(dòng)汽車電池及其充電技術(shù)的競(jìng)賽正在展開。

這場(chǎng)競(jìng)賽或許沒有絕對(duì)的勝利者，但跑在前面的人無疑將在電動(dòng)車?yán)顺敝蝎@得重新洗牌汽車行業(yè)的機(jī)會(huì)，這對(duì)于傳統(tǒng)的汽車業(yè)玩家來說既是機(jī)遇也是挑戰(zhàn)。

不過，目前電動(dòng)車的實(shí)際使用還存在一些不便利性，例如，充滿電需要較長的時(shí)間，單次充電無法支持太遠(yuǎn)距離的駕駛。這些不便利性與電動(dòng)車的電池直接相關(guān)。除電池之外，充電站等基礎(chǔ)建設(shè)的支持和配合也非常關(guān)鍵。

CB-insights上月發(fā)布了一篇關(guān)于電動(dòng)車電池的文章，盤點(diǎn)了一些當(dāng)前創(chuàng)業(yè)公司和汽車制造商的在電池技術(shù)方面的進(jìn)展，其中也反映出了這場(chǎng)技術(shù)競(jìng)賽的幾大核心點(diǎn)。

未來，5分鐘完成一次電動(dòng)車充電？

現(xiàn)在，特斯拉、大眾、雪佛蘭和其他汽車制造商正在以每臺(tái)3.5萬美元（約23.3萬元）或更低的標(biāo)價(jià)出售電動(dòng)汽車，電動(dòng)汽車終于能夠成為普通消費(fèi)者承受得起的商品。雖然價(jià)格降低了，但仍有一些人猶豫是否要購買這些電動(dòng)車，因?yàn)殡妱?dòng)車存在行駛里程的限制。

在考慮購買電動(dòng)車時(shí)，消費(fèi)者們基本上都會(huì)問同樣的問題：

1.電池能支持多遠(yuǎn)的行程？

2.充電要充多久？

由于快速充電站并未普及，許多電動(dòng)車都依靠在家過夜充電，這樣充電的缺點(diǎn)是：普通的電動(dòng)車（如大眾eGolf），在家充電26小時(shí)之后，只能持續(xù)125英里(約201千米)的旅程。

但是，充電速度快、續(xù)航里程高的電池現(xiàn)在已經(jīng)呼之欲出了，并有希望提高電動(dòng)車的銷量。

保時(shí)捷、東芝和其他公司都在研發(fā)可以在幾分鐘內(nèi)完成充電，并且可以持續(xù)200多英里的電池技術(shù)。

保時(shí)捷表示，MissionE的鋰離子電池集成在車輛底部，不僅可以“降低重心”同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)“無線（感應(yīng)）充電”。充電端口位于左前擋泥板附近。

保時(shí)捷宣布，自己已經(jīng)擁有超越現(xiàn)在所有電動(dòng)車的電池技術(shù)。

過長的充電時(shí)間，是電動(dòng)車車主不得不應(yīng)對(duì)的問題，保時(shí)捷即將推出的電動(dòng)車MissionE，就將電動(dòng)車的充電時(shí)間降低到了可接受的范圍內(nèi)。

“十五分鐘的充電時(shí)間是可以接受的。電壓800伏特，這也是可行的。“保時(shí)捷的電池電動(dòng)車副總裁StefanWeckbach博士說。

保時(shí)捷以MissionE（將于2019年亮相）的電池效能做出的承諾，體現(xiàn)了這家汽車制造商想要在高端電動(dòng)車領(lǐng)域取代特斯拉的意圖：

保時(shí)捷表示，MissionE可以在單次充滿電的情況下行駛超過300英里（約483千米），相當(dāng)于售價(jià)94萬美元（約62.5萬人民幣）的TeslaModelSP100D（335英里，約539千米）

只要在800伏的電路上進(jìn)行15分鐘的“高速充電（TurboCharge）”，保時(shí)捷表示，MissionE就可以再延長250英里的航程（401.5千米）。

這聽起來不錯(cuò)，但保時(shí)捷的15分鐘“高速充電（TurboCharge）”有一個(gè)非常大的缺陷：目前的電動(dòng)汽車充電樁還不能支持這種充電形式。

目前，世上僅有的幾個(gè)800伏充電樁（350千瓦充電樁）在保時(shí)捷柏林的新辦事處，這些充電樁是在今年七月安裝的。

保時(shí)捷面臨的缺陷，也揭露了電壓范圍和充電樁分布將會(huì)影響電池研究和電動(dòng)車普及率的問題。

為了讓汽車制造商整合創(chuàng)業(yè)公司和成熟的科技公司的新興電池技術(shù)，他們必須首先應(yīng)對(duì)目前電動(dòng)汽車充電面臨的這些問題。

為什么說現(xiàn)有的充電技術(shù)不“完美”？

事實(shí)上，目前電動(dòng)車和其電池總共有三種“級(jí)別”的充電方式：

第一級(jí)別（L1），在110V～120V的家庭插座上進(jìn)行，而不管車輛或電池類型是什么，這種等級(jí)的充電都是最慢的。L1的電路每小時(shí)只能為電動(dòng)汽車提供大約2千瓦的電能。

第二級(jí)別（L2），在220V～240V的電源插座上進(jìn)行，一些國家的家庭用電電壓符合這一范圍，其余國家可以將這種電路安裝在家里，美國有大約16000個(gè)電動(dòng)汽車充電站使用這種電路。第二級(jí)充電通常每小時(shí)為電動(dòng)汽車提供約6.6千瓦的電能。

第三級(jí)別充電（L3），即“快速充電”，需要在直流快速充電（DCFC，DCFastCharging）站進(jìn)行，大部分這種充電站都配有400V～480V的電路。目前的快速充電技術(shù)能夠以每小時(shí)50kW或更高的功率為電動(dòng)汽車充電。

鑒于美國道路上充電站的數(shù)量限制，電池驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)車輛的車主們不得不在長途旅行中進(jìn)行大量的計(jì)算（和規(guī)劃路線）：不僅要考慮他們的目的地有多遠(yuǎn)，還要考慮要花多少時(shí)間進(jìn)行充電。

舉個(gè)例子，如果從紐約開大眾eGolf到華盛頓特區(qū)(363.9km)：

？如果在家庭車庫里用26小時(shí)將車充滿電，eGolf的車主可以行駛大約一半的路程（201km）。

？如果eGolf車主在途中停在L2充電器上，則需要近5個(gè)小時(shí)的充電時(shí)間才能進(jìn)行下一段行程；如果使用第三級(jí)充電器，充電過程則只要大約半小時(shí)。

？雖然專家建議在給電動(dòng)車充電時(shí)，電池不應(yīng)完全充滿，充80%的電更有利于電池壽命，但這就會(huì)導(dǎo)致車主需要充兩次電，才能完成這趟旅程。

所以，降低充電時(shí)間的關(guān)鍵是不是將DCFC站的快速充電電壓提高一倍，并在公路上安裝更多的充電泵呢？

不完全是。

市場(chǎng)上幾乎所有的電動(dòng)車都可以在第一級(jí)和第三級(jí)電路上充電，但并不是所有的電動(dòng)車都能支持400V/50kW甚至更快的“快速充電”。

如果沒有適當(dāng)?shù)目刂?，快速充電器產(chǎn)生的更多熱量，以及通過充電接口傳導(dǎo)的熱量會(huì)損壞汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)。支持快速充電的裝置制造起來非常昂貴，所以低成本的電動(dòng)汽車一般都沒有兼容快速充電方案。

但技術(shù)的進(jìn)展有望讓更多的人買得起可以快速充電的電動(dòng)車。

例如，根據(jù)InnovativeVehicleInstitute的報(bào)告，最新的雪佛蘭BoltEV車型的電池可以支持最高每小時(shí)55kW的充電功率。

而其他的低成本電動(dòng)車，現(xiàn)在也可以購買快速充電功能進(jìn)行升級(jí)，因此，到2019年，MissionE可能就不是唯一能夠支持800V/350kW充電的高端電動(dòng)車型了。

電壓高一點(diǎn)，再高一點(diǎn)

未來，電動(dòng)汽車充電效率將會(huì)越來越高。

特斯拉的超級(jí)充電樁每小時(shí)可以提供120～150千瓦的電能，是當(dāng)今最強(qiáng)大的充電器（ElonMusk還曾推文暗示，未來充電樁的充電效率可能會(huì)大于150千瓦每小時(shí)）。特斯拉計(jì)劃在2018年計(jì)劃增加18000個(gè)充電樁。但是這些充電樁只有特斯拉車主能用，其他的電動(dòng)車主無法使用。

在歐洲，到2020年，許多汽車巨頭（包括寶馬，戴姆勒，大眾，保時(shí)捷和福特）將聯(lián)手在全歐洲范圍內(nèi)建設(shè)每小時(shí)800伏/350千瓦的充電器。保時(shí)捷表示，計(jì)劃在歐洲的主要高速公路邊上建設(shè)約1000個(gè)充電站。

Chargepoint是一家在美國運(yùn)營超過33000個(gè)第二級(jí)充電樁的創(chuàng)業(yè)公司。最近，Chargepoint開始向加油站業(yè)主提供ExpressPlus充電樁。ChargePoint表示，ExpressPlus每小時(shí)可以為電動(dòng)汽車提供高達(dá)“400kW”的電能。

有多少加油站擁有者接受Chargepoint的ExpressPlus產(chǎn)品，還需等待時(shí)間的考察。但目前，美國只有16000個(gè)二級(jí)電動(dòng)汽車充電站，想要使用800V/350kW的快速充電技術(shù)，或許還要等上幾年。

與此同時(shí)，許多其他電動(dòng)汽車電池的創(chuàng)業(yè)公司正在崛起。

創(chuàng)業(yè)公司與傳統(tǒng)車企在電池上的“角力”

汽車制造商并不是唯一的一股致力于提高電池能力的勢(shì)力。

技術(shù)公司也在這方面進(jìn)行創(chuàng)新，他們想把自己的系統(tǒng)賣給汽車公司，以便為消費(fèi)者提供更多的充電選擇和更快的充電技術(shù)。

隨著科技公司的創(chuàng)新，鋰離子電池的弱點(diǎn)正在被克服。（這些電池一直以來都是電動(dòng)汽車的首選，但其充電容量和續(xù)航能力還有很大的提升空間。）

StoreDot是一家以色列納米技術(shù)創(chuàng)業(yè)公司，2017年5月，它首次展示“閃充電池（FlashBattery）”技術(shù)，該技術(shù)有望在短短五分鐘內(nèi)為電動(dòng)汽車充電，讓車最高可達(dá)到300英里（483km）的行程（具體取決于電動(dòng)車耗能水平）。

作為一家納米技術(shù)公司，StoreDot專注于使用新型有機(jī)化合物代替鋰離子電池中的化學(xué)物質(zhì)。StoreDot除了提供超快速充電之外，還表示其電動(dòng)車閃充電池有以下特點(diǎn)：

比標(biāo)準(zhǔn)的鋰離子電池更環(huán)保、具有環(huán)保的制造工藝;

含有比在鋰離子中的材料“在高溫下更不易燃且更穩(wěn)定”的材料;

比現(xiàn)有電動(dòng)車電池的預(yù)期價(jià)格更有競(jìng)爭(zhēng)力。

該公司預(yù)計(jì)將在未來三年內(nèi)讓這款電池上市。

與此同時(shí)，東芝、三星等成熟的科技巨頭也在各自的創(chuàng)新中研究對(duì)抗鋰電池弱點(diǎn)的方法。

東芝在2008年首次推出其可充電電池技術(shù)，被稱為SCiB；原來的SCiB型號(hào)采用鋰鈦氧化物做原電池陽極材料，與傳統(tǒng)的鋰離子電池相比，東芝稱，SCiB比起傳統(tǒng)電池，“安全性高，發(fā)熱少，充電快、輸出和輸出功率大、容量也大”。

最初的SCiB在電動(dòng)汽車以及在有軌電車、電梯、發(fā)電廠等工業(yè)和基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)用中得到了廣泛的應(yīng)用。SCiB的優(yōu)點(diǎn)之一是內(nèi)部短路引起的燃燒風(fēng)險(xiǎn)非常低，例如過度充電導(dǎo)致的短路。

現(xiàn)在，東芝已經(jīng)發(fā)布了新一代SCiB，陽極材料是鈦鈮氧化物。

東芝表示，使用新型氧化物材料保留了現(xiàn)有SCiB模型的優(yōu)點(diǎn)，“不論是在寒冷條件下充電還是快速充電，鋰金屬沉積的可能性都要小得多”，這種沉積會(huì)導(dǎo)致電池性能的退化。

東芝還表示，在新的SCiB電池中，也開發(fā)了一種“更有效地儲(chǔ)存鋰離子”的方法，提高了電力和電池的使用壽命：即使經(jīng)過5000次充電后，新的SCiB還能儲(chǔ)蓄90％的電池容量。

東芝還表示，新款SCiB經(jīng)過第三級(jí)充電6分鐘后，可供電動(dòng)汽車行駛近200英里（322km）。東芝公司企業(yè)研發(fā)中心主任OsamuHori博士表示，該公司對(duì)下一代SCiB的潛力感到“非常興奮”，并補(bǔ)充道：

“這不是一個(gè)漸進(jìn)式的改進(jìn)，這是一個(gè)改變游戲規(guī)則的進(jìn)步，這將會(huì)對(duì)電動(dòng)車的續(xù)航里程和性能產(chǎn)生重大影響。我們將繼續(xù)提高電池的性能，并力爭(zhēng)在2019財(cái)年實(shí)現(xiàn)下一代SCiB的實(shí)際應(yīng)用?！?br/>
而三星電子于2017年9月在法蘭克福車展上推出的新電池，支持的續(xù)航里程甚至超過200英里。三星表示，其新型“多功能電池組”可以支持電動(dòng)汽車高達(dá)430英里的續(xù)航里程。

迄今為止，三星對(duì)“21700”電池組的細(xì)節(jié)仍閉口不言，該公司沒有討論電池的化學(xué)組成，也沒有說出具體的充電時(shí)間。

但是，盡管缺乏細(xì)節(jié)，專家們已經(jīng)注意到，三星的多功能電池組與Tesla的3.5萬美元的Model3使用的小型圓柱形電池存在相似之處（特斯拉稱為2170）。

特斯拉的2170電池根據(jù)21毫米×70毫米的尺寸命名，它們比幾十年來一直使用的“18650”結(jié)構(gòu)鋰離子有更大的體積。

伊隆·馬斯克（ElonMusk）說，特斯拉的2170電池是“世界上能量密度最高的電池，也是最便宜的?！?170電池的成本降低對(duì)于價(jià)格相對(duì)低廉，市場(chǎng)需求又比較高的Model3來說至關(guān)重要點(diǎn)。

如果我們拿三星的數(shù)字來看，特斯拉Model3的電池與三星的21700電池的續(xù)航里程還有一定距離。配備2170的Model3預(yù)計(jì)在充滿電后只能維持約215英里續(xù)航里程，相當(dāng)于三星21700多功能電池組承諾里程的一半。

但就像在特斯拉在電動(dòng)汽車的其他領(lǐng)域一樣，特斯拉仍然在2170電池創(chuàng)新上占據(jù)上風(fēng)。

當(dāng)三星確定了要在2021年量產(chǎn)其新型多功能產(chǎn)品之時(shí)，特斯拉和松下已經(jīng)在內(nèi)華達(dá)州的“超級(jí)工廠”（Gigafactory）制造2170電池了，特斯拉也在這里制造其太陽能電池板。

點(diǎn)燃電動(dòng)汽車革命

以電池驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)汽車是交通運(yùn)輸?shù)奈磥?，消費(fèi)者也有了越來越高的興趣：盡管受充電時(shí)間長和充電樁數(shù)量少的限制，2016年美國電動(dòng)車的銷量同比還是增長了37％。

隨著大功率電池的生產(chǎn)難度降低（且在低成本電動(dòng)車中部署成本更低），除了特斯拉，我們將會(huì)看到更多的公司將高壓充電器帶到大眾市場(chǎng)。

點(diǎn)評(píng)：

在傳統(tǒng)的汽車行業(yè)中，動(dòng)力亦是關(guān)鍵，但不論是燃料還是內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，都早已進(jìn)化成熟，消費(fèi)者和廠商關(guān)注的無非是發(fā)動(dòng)機(jī)的配置、定位，以及少數(shù)經(jīng)濟(jì)性表現(xiàn)。

相比起汽車，電動(dòng)車則是一片新天地。而純電動(dòng)車目前表現(xiàn)與消費(fèi)者期望之間的差距，是技術(shù)所需要填補(bǔ)的空白，更是電動(dòng)車價(jià)值體現(xiàn)的空間。究竟該如何讓電池成為真正驅(qū)動(dòng)龐大公路交通的動(dòng)力源？如何讓電氣化真正走進(jìn)汽車業(yè)？進(jìn)而讓人類的公路交通方式再次升級(jí)？這些疑問都有待解開。

未來誰最先掌握快速充電技術(shù)，誰能保證革命性的行駛里程，誰能提供最完美的行駛體驗(yàn)，誰就是電動(dòng)車的龍頭。