鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:504次 | 2022年07月29日
若鋰電池?zé)o重大技術(shù)變革 電動汽車推廣或?qū)⑼磺?/h1>
據(jù)外媒報道,法國于2017年七月初宣布,該國將于2040年禁售燃油車,而印度和挪威分別于2030年、2025年禁售燃油車,只賣電動汽車。燃油車在全球的前途堪憂,電動汽車是否能順利取代呢?
各大車企紛紛在電動汽車領(lǐng)域展開角逐,力圖滿足市場及用戶的需求。沃爾沃承諾,自2019年起,旗下所有新車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,但若要為車輛供應(yīng)動力,車企不得不為電機(jī)搭配一款電池,而這恰恰是當(dāng)前電動汽車推廣應(yīng)用受限的癥結(jié)所在。
鋰電池對電動汽車推廣的制約
如今,大多數(shù)電動汽車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)全球知名咨詢公司——麥肯錫的研究表明,從2010年起至今,電動汽車車載鋰離子蓄電池組的價格下跌了近80%,但其售價依然昂貴。
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超過1.57萬美元(約合12,150英鎊),其售價占到了整車售價的四成以上。據(jù)麥肯錫透露,欲使電動汽車的售價跌至汽油車的價位,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。如今有的電動汽車?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下跌,但其仍存在安全問題。該類電池要進(jìn)行冷卻,防止出現(xiàn)電池過熱的情況,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。
車企的應(yīng)對之道
美國能源部的材料科學(xué)家兼Battery500聯(lián)盟的董事JunLiu表示:"談到電動汽車,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:勘探測繪、無人設(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/千克。Liu表示,這意味著在短時間內(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)州建造的超級廠(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廠,每家廠都擁有超強(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極(graphiteanode),改用硅質(zhì)電極。硅的儲電量要高于石墨,但充放電時,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)陽極的鋰電池更快被淘汰。
要解決這類問題,或許要耗費(fèi)五年時間,但應(yīng)該能將鋰電池的能量密度提升至350瓦時/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。
用戶對電動汽車的需求和擔(dān)憂
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,但仍無法阻止人們對電動汽車的購買和使用需求。
據(jù)她的研究表明,諸如日產(chǎn)Leaf或福特福克斯(FordFocus)等價格較為便宜的電動汽車,不僅能滿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電動汽車?yán)m(xù)航里程數(shù)的擔(dān)憂。當(dāng)用戶購買新車后,他們想要了解車輛的續(xù)航里程數(shù)。若進(jìn)行長途行駛,其車輛能否駛達(dá)目的地。相較于等待新電池的研發(fā)成功,若增設(shè)電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施,亦或是采用車輛共享等新業(yè)務(wù)模式,上述兩種方式或許能更快地解決電動汽車的推廣問題。"