特斯拉ModelS是電動(dòng)汽車界的新寵兒，不過最近它經(jīng)歷了連續(xù)三起起火事件（包括60千瓦時(shí)和85千瓦時(shí)兩種電池版本的車型），目前起火詳細(xì)原因還在調(diào)查中。

得益于全新的技術(shù)與輕量化材料的應(yīng)用，ModelS中的電池組讓其從0-60英里/時(shí)加速耗時(shí)僅需4.4秒。也由于這些材料活躍性質(zhì)，車中的鋰電池需要擁有完備的保護(hù)措施。該車中的鋰電池組重500磅，它位于車輛的底盤，與輪距同寬，長度略短于軸距。電池組的實(shí)際物理尺寸是：長2.7米，寬1.5米，厚度為0.1米-0.18米。其中0.18米較厚的部分是由于2個(gè)電池模塊疊加造成的。這個(gè)物理尺寸指的是電池組整體的大小，包括上下、左右、前后的包裹面板。這個(gè)電池組的結(jié)構(gòu)是一個(gè)通用設(shè)計(jì)，除了18650型號(hào)電池外，其他符合條件的電池也可以安裝。此外，電池組采用密封設(shè)計(jì)，與空氣隔絕，大部分用料為鋁或鋁合金?？梢哉f，電池不僅是一個(gè)能源中心，同時(shí)也是ModelS底盤的一部分，其堅(jiān)固的外殼能對(duì)車輛起到很好的支撐作用。

但即便如此其仍然發(fā)生了起火，這也是為何研究者需要加快對(duì)新一代電動(dòng)車電池技術(shù)研發(fā)進(jìn)程的原因。

今年夏季，美國能源部的高級(jí)研究項(xiàng)目署APRA-E投資3600萬美元，幫助研究者開發(fā)下一代電池設(shè)計(jì)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。其中包括22個(gè)技術(shù)項(xiàng)目，目標(biāo)無一例外都是讓電動(dòng)車變得更高效、成本更低。

鎳氫電池：從混動(dòng)車到純電動(dòng)車

巴斯夫的一位化學(xué)工程師MichaelFetcenko是眾多電池研究者中的一個(gè)，在APRA-E的資助下，試圖將原本用于混動(dòng)汽車中的鎳鋅電池電池技術(shù)擴(kuò)展應(yīng)用到純電動(dòng)車中。

一般來說，鎳氫電池的能量密度在1千瓦時(shí)/千克。而若要將其應(yīng)用于純電動(dòng)車中，巴斯夫必須將鎳氫電池的能量密度提升到30-50千瓦時(shí)/千克。此項(xiàng)應(yīng)用成功與否的關(guān)鍵在于能否將鎳氫電池的能量密度增大到要求值，并降低成本。

實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的一種可能途徑是替換掉電池中所需的稀土元素。稀土元素是一個(gè)統(tǒng)稱，該組元素共有17種，稱為稀土元素的原因并不是因?yàn)槠鋬?chǔ)量少，而是由于其主要存在于礦山中，開發(fā)過程中將耗費(fèi)大量成本。傳統(tǒng)的鎳氫電池中，超過50%的能量由稀土元素反應(yīng)生成。不過這類元素的儲(chǔ)存性能較差。

為了解決這一問題，巴斯夫嘗試采用低成本金屬氫化物合金。Fetcenko教授認(rèn)為，這種材料能夠提升鎳氫電池的化學(xué)性能，并讓其成本降低。不過對(duì)于純電動(dòng)汽車來說，光改進(jìn)鎳氫電池的化學(xué)性能不足以使其代替鋰電池，因?yàn)殇囯姵剡€擁有一個(gè)至關(guān)重要的特性——重量輕，或者說密度小。