鉅大LARGE | 點擊量：322次 | 2023年10月11日
TSLA等巨頭入局 動力鋰電池技術有望突破
鋼鐵俠馬斯克的Gigafactory超級電池廠是由TSLA和日本松下合作建設的。Gigafactory重要用于生產TSLA電動汽車上的鋰電池，按照TSLA的計劃，到2020年，Gigafactory每年生產的電池可供50萬輛電動汽車使用。通過Gigafactory實現電池的規(guī)模生產，到2017年，電池組的成本相較當前ModelS所用電池將下降30%。即將問世的GenerationIII電池組的電池容量也將得到提升，這對TSLA順利研發(fā)低端車型BlueStar具有重要意義。TSLA的電池廠重要任務不是生產最先進的電池，而是采用現有技術并通過量產來降低成本。
BlueStar是TSLA計劃已久的低端車型(最近改稱為ModelIII)，將在2017年配備GenerationIII電池在市場亮相。該款車型單次充電續(xù)航里程為200英里，起售價是3.5萬美元。比ModelS5.7萬美元的起售價下降近40%。今年四月底，TSLA曾推出了一款家用鋰電池系統(tǒng)Powerwall及一款大型公共規(guī)模(utility-scale)電池，其在上市首周便已經收到4萬多件訂單，銷售額約8億美元。
大眾超級電池續(xù)航300公里
六月底，媒體相繼曝出大眾汽車掌門人馬丁·文德恩透露，大眾公司正在開發(fā)"超級電池"(Super-battery)，新電池價格更低，體積更小。一款電動版大眾品牌車型在搭載超級電池后純電動續(xù)航里程有望達到300公里。"相比于大眾e-高爾夫，新一代的大眾電動汽車續(xù)航里程將達到前者的兩倍，雖然300公里續(xù)航里程仍然不能和TSLAModelS的265英里相比，但大眾將推出的是更具備價格可承受性的電動汽車，例如下一代e-Golf。因而在推廣普及電動汽車方面比ModelS意義更大。
大眾曾表示正在研發(fā)下一代鋰電池單元技術，能量密度可達到當前電池的5倍之多。為此，大眾目前的焦點可能重要聚集在兩個方向：1.新穎的固態(tài)電池技術；2.現有鋰電池升級版解決方法。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
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%
2014年十一月，馬丁·文德恩曾經表示："我認為固態(tài)電池技術應用潛力巨大，應用該技術很有可能將電動汽車續(xù)航里程提升至700公里。"由此看來大眾公司應該比較看好固態(tài)電池前景，而且也入股研發(fā)固態(tài)電池的創(chuàng)業(yè)公司QuantumScape，股比5%。固態(tài)電池在儲能方面相對傳統(tǒng)鋰電池存在優(yōu)勢，另外還具有阻燃能力強等優(yōu)點，安全性能更強。
大眾未來可能轉向單一的鋰電池單元設計。目標是通過簡化電池單元設計降低電池成本66%。單一的電池設計可以充分利用大眾的電池模塊組裝廠產量，甚至可以由不同的電池供應商采用統(tǒng)一的電池單元設計。當下，大眾汽車采用了多種鋰電池單元。例如松下為e-高爾夫、高爾夫GTE插電式混合動力車、奧迪A3電動汽車供應電池，三星[微博]則為帕薩特GTE、奧迪其他電動汽車供應電池。
奔馳品牌的太陽能儲能電池
此前，戴姆勒曾攜手TheMobilityHouseAG和GETECEnergieAG兩家公司，推出了首款鋰電池單元"96-moduleESS"，目前總容量已超過500千瓦時，未來幾周內還將提升至3000千瓦時。戴姆勒稱此款太陽能儲能電池，該電池分為家用及商用電池，容量分別為2.5千瓦時和5.9千瓦時。
當用作家用電池時，多達8個電池模塊可以被組合，以出現一個容量高達20千瓦時的"能量儲存廠"；而當用作商用或工業(yè)用電池時，電池系統(tǒng)也可以根據要完全釋放能量。奔馳負責開發(fā)的主管哈羅德o科洛哥(HaraldKroeger)表示，當汽車在高溫和嚴寒環(huán)境下行駛數百萬公里后，其采用的儲能電池依然可以正常工作，因此該電池可用作固定式儲能電池。戴姆勒新的儲能電池將由ACCUmotive薩克森州卡門茨廠生產，ACCUmotive預計未來用于汽車的儲能電池產量將得到提升，其應用領域也將更加廣泛。
由于電池在能量密度上遠不能同內燃機相比，因此續(xù)航里程長期以來是電動汽車最大軟肋之一。許多國家出臺的新規(guī)定中，只有電動汽車單次充電續(xù)航里程達到一定水平，方能享受補貼優(yōu)惠政策。
電池材料技術前瞻
作為一種新的汽車動力裝置，動力鋰電池本身不排放污染大氣的有害氣體，同時電動汽車還可以充分利用晚間用電低谷時富余的電力充電。因此電動汽車有利于節(jié)約能源和減少二氧化碳的排量。所以動力鋰電池的研究就成為了汽車工業(yè)的一個"熱點"。下面我們就來看一看電池技術都有什么方面的研究。
1、石墨烯材料電池技術
ModelS在配備85kWh電池組之后，最大續(xù)航里程為426公里。有關這一數值，TSLACEO馬斯克并不滿意，目前TSLA正在研究高性能電池，TSLA汽車很快將能行駛805公里。
TSLA對電池技術的革新，將引發(fā)市場對提升鋰電池能量密度材料的關注。TSLA新電池將采用石墨烯材質，石墨烯是一種新型材料，是已知材料中最薄的一種。由于它的電阻率低，電子遷移的速度極快，表面積大和電性能良好，被科學家認為是鋰電池的理想電極材料。
2、鋁空氣電池技術
今年一月份，富士色素株式會社(并非富士子公司)宣布，已在鋁空氣電池技術上取得重大突破。和TSLA即將量產的鋰聚電池相比，鋁空氣電池理論容量多出40倍以上。而且富士色素表示，將在今年底前實現項目商業(yè)化。這意味著，定于2016年投產的TSLA超級電池廠可能從一開始就處于落后位置，該廠預計還要7-10年才能達到設計產量并收回成本。
無獨有偶，早在去年Alcoa(美鋁公司)和以色列Phinergy公司表示：試驗用車的一個電池組重約100公斤，內裝50塊電池板，僅一塊鋁空氣電池板就可以驅動車輛行駛約32公里，最高續(xù)航里程可達1600公里。該公司還表示，開發(fā)出的鋁-空氣電池的空氣陰極配備有專用的銀基催化劑，其采用了獨特的創(chuàng)新結構，該結構可以使氧氣順利通過，而可以將二氧化碳阻隔在外。通過該創(chuàng)新結構，Phinergy鋁-空氣電池的空氣陰極可以有效防止電極的碳化問題，其工作壽命也因此可以達到數千小時。
3、"液流電池"技術
在新研發(fā)的電池技術中，"液流"電池正成為新的發(fā)展方向。Quant公司旗下電動汽車e-Sportlimousine，百公里加速時間僅需2.8秒。
這款電動汽車采用了flow-cell(液流電池)技術，該技術被稱作是介于普通電池和燃料動力鋰電池之間的技術，液體電解質會在兩個容器之間流動，而電荷就從一個容器到另一個容器，這樣就能夠供應電動傳動系統(tǒng)足夠的能量。相比于當今電動汽車供應動力的鋰電池技術而言，flow-cell同重量的車型性能要高出四倍，也就是說它的可行駛里程將是傳統(tǒng)電動汽車的4-5倍左右。
4、改進電池化學成分及能量密度技術
博世公司一直在努力突破，很大程度上取決于改進電池的化學成分。到2016年電池單元的能量密度將提高到200瓦特小時，預計到2020年將進一步提升為300瓦特小時。改進陰極、陽極和電解質，同時還有電池單元的結構體系。三菱的新一代鋰電池就將和博世和日本湯淺國際集團，共同采用了這樣的技術，來提升新電池的續(xù)航里程，最高將超過400公里，足以媲美傳統(tǒng)汽油發(fā)動機。未來，三菱旗下包括歐藍德在內的多款車型有望搭載該電池。此舉不僅進一步提升環(huán)保性，在動力上的優(yōu)勢足以提升三菱的產品競爭力，也為三菱爭奪歐洲新能源車市場埋下伏筆。
小結：
縱觀汽車的發(fā)展史，從動力技術的發(fā)展：蒸汽機車--電動汽車--內燃機車--電動汽車，結合當今全球所面對的問題，電動汽車的環(huán)保是未來發(fā)展的方向。以汽油和柴油為燃料的汽車價格昂貴且污染環(huán)境。寄希望于新興的動力鋰電池技術，來減少人類對化石燃料的依賴，減少環(huán)境污染，然而這并不是容易辦到的。在我國火力發(fā)電處于重要地位并且呈現上升趨勢，這無疑也進一步加劇了對環(huán)境的污染。
仔細想想，從以石油為燃料的汽車轉向電動汽車，是從一個牌子的香煙換到另一個牌子？有環(huán)保意識的人們真的應該推崇電動汽車嗎？我們應該透過電動汽車閃亮的外形看它背后的污染嗎？
