不得不承認(rèn)，近百年來(lái)，人類充足利用了高尚自然界的慷慨饋贈(zèng)——化石能源，也正是化石能源用超凡脫俗的能量密度點(diǎn)燃了從工業(yè)文明到信息文明的燎原之火。以石油工業(yè)為依托的燃油車出色地處理了續(xù)航里程、綜合性能、燃料加注、基礎(chǔ)設(shè)施等實(shí)際問(wèn)題，在技術(shù)日臻成熟、成本逐步降低的同時(shí)也形成了強(qiáng)大的路徑鎖定。

新能源汽車若想與傳統(tǒng)燃油車分庭抗禮乃至取而代之，恐怕不能僅靠政策的出臺(tái)、民眾意識(shí)的轉(zhuǎn)變，動(dòng)力鋰離子電池技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展同樣至關(guān)緊要。從鋁空氣電池、鋰硫電池，到氫燃料動(dòng)力鋰電池、固態(tài)鋰離子電池，再到現(xiàn)有常規(guī)鋰離子電池，各類動(dòng)力鋰離子電池技術(shù)路線之爭(zhēng)一直是業(yè)內(nèi)熱議的話題。

我們不妨既“仰望星空”又“腳踏實(shí)地”，從將來(lái)出發(fā)，把有可能獲得逐鹿中原能力的動(dòng)力鋰離子電池技術(shù)依照核心原理進(jìn)行一番“閱兵”?？纯淳烤鼓姆N技術(shù)才是新能源汽車的將來(lái)？

理想的鋁空氣電池車

鋁空氣電池

過(guò)針刺 低溫防爆18650 2200mah

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%

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倘若說(shuō)有什么還原劑可以在能量密度方面和碳?xì)浠衔镦敲?，那么大家?huì)不約而同地將目光投向元素周期表的特定位置——那些“小而美”的活潑金屬；倘若說(shuō)有什么氧化劑大量、廉價(jià)、易得，那么空氣幾乎是所有人心中的不二之選。這就是身兼二者優(yōu)勢(shì)的金屬空氣電池，尤其是以地殼中極其豐富的鋁相關(guān)原料作為負(fù)極的鋁空氣電池，吸引一批又一批研究者全情投入的原由。

首先，成功的鋁空氣電池可以處理車輛續(xù)航問(wèn)題。鋁負(fù)極和空氣正極的組合就是能量密度的最佳代言，“日行千里，夜走八百”理所應(yīng)該。

其次，成功的鋁空氣電池可以處理車輛充能問(wèn)題。采用更換負(fù)極方式的鋁空氣電池“機(jī)械充能”相比傳統(tǒng)燃油車的燃油加注毫不遜色，簡(jiǎn)直和鋼鐵俠的能量塊相同便捷迅速。

再次，成功的鋁空氣電池基礎(chǔ)設(shè)施易用易建?？拷稍偕茉促Y源中心的電解鋁設(shè)施配上發(fā)達(dá)的貨運(yùn)網(wǎng)絡(luò)，再加上堪比便利店的“機(jī)械充能”站，結(jié)合金屬鋁常溫下的表面惰性和鋁氧化物的環(huán)境友好、易回收特性，幾乎可以構(gòu)建一個(gè)完美的能源交通網(wǎng)絡(luò)閉環(huán)。

即便在整體能量循環(huán)效率方面不及鋰電的充電樁、換電站，鋁空氣電池車僅憑借上述三方面的優(yōu)點(diǎn)就能“統(tǒng)治”能源與交通的將來(lái)。

無(wú)人船智能鋰電池

IP67防水，充放電分口 安全可靠

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(wú)人設(shè)備

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然而，實(shí)現(xiàn)鋁空氣電池技術(shù)的使用存在相當(dāng)大的技術(shù)難度，例如鋁負(fù)極的腐蝕抑制、正極吸氧催化劑的研究與設(shè)計(jì)等多重難題待解。毫不夸張地說(shuō)，能跨過(guò)上述障礙、實(shí)現(xiàn)鋁空氣電池交通使用的研究者，絕對(duì)值得一個(gè)沉甸甸的諾貝爾獎(jiǎng)。

“開掛”的鋰硫電池車

鋰硫電池工作原理示意圖

告別里程焦慮、不想換電只想充電、鋰電的最終形態(tài)、毀譽(yù)參半的研究熱點(diǎn)……以上描述都指向同一種技術(shù)，那就是鋰硫電池技術(shù)。

讓電池毫不遜色于油箱——成功的鋰硫電池同樣可以處理續(xù)航問(wèn)題，這也是其概念在誕生之時(shí)就已具備的優(yōu)勢(shì)。

首先，成功的鋰硫電池能讓車輛告別充電的煩惱。當(dāng)一輛電動(dòng)汽車具備700公里的續(xù)航能力時(shí)，不僅對(duì)電網(wǎng)友好，也給車主帶來(lái)更好的使用體驗(yàn)。

其次，成功的鋰硫電池可與常規(guī)鋰電車輛的基礎(chǔ)設(shè)施通用，且憑借其優(yōu)秀的續(xù)航里程更是淡化了對(duì)快充技術(shù)的需求。構(gòu)建科學(xué)合理的輸配電網(wǎng)絡(luò)并配合峰谷價(jià)差、市場(chǎng)化電價(jià)，即可有效協(xié)調(diào)車輛的充電行為，而依托高比例可再生能源更加有助于大大提高電動(dòng)汽車的市場(chǎng)占有率。

不過(guò)，和鋁空氣電池相同，鋰硫電池技術(shù)也洋溢著不確定性。電極結(jié)構(gòu)的顯著變化、多硫化物的穿梭效應(yīng)、難于控制的副反應(yīng)等問(wèn)題，都在妨礙著鋰硫電池技術(shù)從試驗(yàn)室走向市場(chǎng)。

倘若鋰硫電池技術(shù)能盡早被實(shí)際使用證實(shí)或者證偽，無(wú)疑都是好事。倘若不能，那就只能期望將來(lái)會(huì)有人“開掛”做到這一點(diǎn)了。

拓荒的燃料動(dòng)力鋰電池車

豐田、本田兩大日系車企，現(xiàn)代等韓系車企，迎頭趕上的歐洲車企……立足于高壓氫氣的高能量密度和短加注時(shí)間，以“電-氫-電”為能量路徑的燃料動(dòng)力鋰電池車在拉風(fēng)程度上一時(shí)無(wú)二。

豐田Mirai燃料動(dòng)力鋰電池車自推出以來(lái)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)車約10萬(wàn)公里安全運(yùn)行，等待它的將是20萬(wàn)公里或更長(zhǎng)的續(xù)航里程挑戰(zhàn)。不過(guò)倘若能為燃料動(dòng)力鋰電池搭配適量的鋰電，這種增程式燃料動(dòng)力鋰電池車或許會(huì)更靠譜。

在完善的設(shè)計(jì)條件下，燃料動(dòng)力鋰電池車的安全性其實(shí)不是問(wèn)題——開放環(huán)境下氫氣迅速向上散逸。再者，哪種續(xù)航里程長(zhǎng)的車輛不是燃料包呢？

更值得擔(dān)心的問(wèn)題應(yīng)當(dāng)是燃料動(dòng)力鋰電池電堆的壽命、對(duì)鉑基催化劑的依靠導(dǎo)致的高成本，還有“電-氫-電”能量轉(zhuǎn)化路徑的低效。和同樣規(guī)格的鋰電車相比，燃料動(dòng)力鋰電池車的成本更高，一次能源消耗量基本處于對(duì)方2倍的水平。加之氫氣、液氫均不太適合長(zhǎng)距離運(yùn)輸和儲(chǔ)存，所以燃料動(dòng)力鋰電池車?yán)碚撋喜⒉粫?huì)像鋁空氣電池車那樣實(shí)現(xiàn)大范圍的能源交通網(wǎng)絡(luò)閉環(huán)。從可再生能源基地到特高壓輸電，再到城市范圍的現(xiàn)場(chǎng)制氫或中短途運(yùn)輸氫則更為合理。此外，加氫站的建設(shè)幾乎相當(dāng)于另起爐灶，挑戰(zhàn)重重，且看今朝全球的三百多座加氫站多長(zhǎng)時(shí)間以后才能新增到一千座吧！

挑戰(zhàn)的固態(tài)鋰電車

固態(tài)鋰離子電池的基本結(jié)構(gòu)

將當(dāng)前鋰離子動(dòng)力鋰離子電池中的六氟磷酸鋰基電解液替換成固態(tài)電解質(zhì)，那么對(duì)應(yīng)車輛的續(xù)航里程、安全性和環(huán)境友好程度等都可以得到進(jìn)一步的提升?？梢哉f(shuō)，固態(tài)鋰電車是使用傳統(tǒng)正極體系的鋰電車的最終形態(tài)。除高校、研究所之外，已有多家動(dòng)力鋰離子電池車產(chǎn)業(yè)鏈上的公司投入巨大精力進(jìn)行有關(guān)技術(shù)研發(fā)。目前來(lái)看，固態(tài)鋰電的技術(shù)成熟度高于鋁空氣、鋰硫電池，但相比于燃料動(dòng)力鋰電池則尚有不及。

相比于現(xiàn)有鋰電車，固態(tài)鋰電車的續(xù)航里程預(yù)計(jì)將有較大幅度的進(jìn)步，雖然可能比不過(guò)傳統(tǒng)燃油車輛，但可極大緩解里程焦慮問(wèn)題。因?yàn)樵诒堵市阅芊矫娲嬖诙贪?，所以固態(tài)鋰電車的充電時(shí)間較長(zhǎng)。處理辦法可能包括前述配電網(wǎng)絡(luò)與定價(jià)機(jī)制、充換電協(xié)同體系等，因此并不會(huì)帶來(lái)過(guò)多的額外基礎(chǔ)設(shè)施負(fù)擔(dān)（相比于大規(guī)模鋰電車使用而言）。此外，將功率型常規(guī)鋰電和高能量密度固態(tài)鋰電共同使用，也可以構(gòu)建鋰電車的“插電混動(dòng)”體系。當(dāng)然，功率型鋰電的快充需求對(duì)現(xiàn)行電力系統(tǒng)的沖擊（在規(guī)?？偭枯^大、充電無(wú)序時(shí)）是非得認(rèn)真對(duì)待的。

為了實(shí)現(xiàn)固態(tài)鋰電技術(shù)的推廣使用，“電解質(zhì)-電極”固態(tài)界面的行為、非高溫環(huán)境下倍率性能的改善、不同批次電池的性能可重復(fù)性等問(wèn)題都有待處理。誠(chéng)然處理辦法洋溢挑戰(zhàn)，但挑戰(zhàn)同樣意味著更美妙的可能。

前瞻的進(jìn)步鋰電車

從將來(lái)開始，我們一點(diǎn)點(diǎn)朝實(shí)際返程。

將現(xiàn)行鋰離子電池的正負(fù)極在保證安全性的條件下向高鎳三元材料、硅碳復(fù)合材料等高比容方向調(diào)整，優(yōu)化電池規(guī)格，逐步建立電池回收利用體系，結(jié)合整車平臺(tái)以電池為基礎(chǔ)的重新設(shè)計(jì)和車身輕量化，并大力建設(shè)輸配充換電智能基礎(chǔ)設(shè)施等多重前瞻因素，我們可以看到，鋰電車已有了相當(dāng)程度的進(jìn)步。

也許目前的鋰電車還存在里程焦慮等諸多問(wèn)題，但隨著基礎(chǔ)設(shè)施的不斷完善，可在相當(dāng)程度上撫慰車主們焦慮的內(nèi)心；也許目前的鋰電車將在十年內(nèi)淘汰換新，但十年也被認(rèn)為是可被接受的期限；也許目前的鋰電車還在飽受資源回收和環(huán)境保護(hù)方面的爭(zhēng)議，但它至少可以做到讓多數(shù)人消費(fèi)得起，用得省心、安心。

綜合來(lái)看，將來(lái)十年內(nèi)，行業(yè)將面對(duì)洗牌。洗牌過(guò)后，存活下來(lái)的鋰電公司將登上視野范圍之內(nèi)的技術(shù)高地，讓鋰電車產(chǎn)業(yè)走向成熟，并將我國(guó)乃至全球的新能源車保有量張大至可以預(yù)見的相當(dāng)份額。

實(shí)際的常規(guī)鋰電車

就在面前，就在今天。

缺少專屬的電動(dòng)汽車平臺(tái)、冬季尤甚的里程焦慮、仍顯不足的基礎(chǔ)設(shè)施、層出不窮的“騙補(bǔ)”事件、補(bǔ)貼退坡后的陣痛、尚待論證的梯次利用和資源回收研究……這些都是常規(guī)鋰離子電池車正在面對(duì)的煩惱。

它可能是小康之家的第二臺(tái)車，也可能是搖號(hào)未果的無(wú)奈選擇。

它可能是諸多大城市減少污染的最優(yōu)選擇，也背負(fù)著“電從煤來(lái)”、“轉(zhuǎn)移污染”的罵名。

它真的承擔(dān)著“彎道超車”、改善環(huán)境狀況的新興產(chǎn)業(yè)期許，也有著性能短板較多、續(xù)航里程不足，尤其是回收體系尚未建立等諸多弊端。

它要改進(jìn)的地方太多，但我們總應(yīng)當(dāng)相信，路在腳下，腳比路長(zhǎng)。

結(jié)語(yǔ)

將來(lái)等待我們的，可能是夢(mèng)想中的時(shí)代——鋁空氣電池車、鋰硫電池車都能得到廣泛普及，可再生能源在交通系統(tǒng)中的使用形成了真正的閉環(huán)，燃油車被徹底淘汰；也或許會(huì)是固態(tài)鋰電、燃料動(dòng)力鋰電池和混合動(dòng)力三大技術(shù)諸侯爭(zhēng)霸的時(shí)代；再或者，可能會(huì)是一個(gè)不美妙的時(shí)代——鋰離子電池車的里程焦慮仍在，人們抱怨油價(jià)高昂、動(dòng)力鋰離子電池回收成難題……

將來(lái)取決于我們的選擇，但不論要怎么樣，我們都不該在燃油車時(shí)代止步不前。