鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:802次 | 2021年09月23日
電動(dòng)汽車技術(shù)囧途:電池技術(shù)攻關(guān)難
電動(dòng)汽車無(wú)法成為主流汽車的原因有很多,然而其中一個(gè)問(wèn)題是可以肯定的:就是過(guò)于昂貴的電池。美國(guó)能源部最近估計(jì),電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車若想和燃?xì)怛?qū)動(dòng)汽車競(jìng)爭(zhēng),那么電池的價(jià)格要降低50%-80%。要達(dá)到這個(gè)數(shù)字,可能要發(fā)明全新品種的電池,不過(guò),通過(guò)改進(jìn)驅(qū)動(dòng)當(dāng)前電動(dòng)汽車的鋰離子電池,從而實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的可能性也很大。
到2015年,美國(guó)將可能生產(chǎn)出用于50萬(wàn)輛電動(dòng)汽車的電池組。然而,由于昂貴的價(jià)格,今年插電式混合動(dòng)力汽車的銷量還不及上述數(shù)字的1/10。這導(dǎo)致美國(guó)先進(jìn)的電池制造商陷入困境。A123系統(tǒng)公司倒閉,陶氏化學(xué)表示,它的電池合資公司陶氏柯卡姆公司的業(yè)績(jī)也大幅下降,意在為雪佛蘭沃特供應(yīng)電池的樂(lè)金化學(xué)廠已經(jīng)建成,但廠正在閑置,等待供貨需求的上升。
電動(dòng)汽車的運(yùn)行成本要比燃?xì)馄嚨?,但是這點(diǎn)價(jià)格優(yōu)勢(shì)與其昂貴的電池相比就顯得微不足道。資料顯示,為雪佛蘭沃特供應(yīng)的電池組要8000美元,為尼桑聆風(fēng)供電的大電池組要12000美元。麥肯錫最近的一項(xiàng)研究表明,到2025年,僅僅通過(guò)電池生產(chǎn)規(guī)模的提升,以及由競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)致的元器件成本下降,還有鋰離子電池能量密度的加倍(這會(huì)讓材料成本降低),聆風(fēng)電池的成本可能會(huì)下降到低于4000美元。
戴爾豪西大學(xué)的鋰離子電池研究人員杰夫·達(dá)恩表示,在聆風(fēng)和沃特中使用的特殊扁平型的鋰離子電池是使用最新的先進(jìn)設(shè)備生產(chǎn)出來(lái)的,這種設(shè)備的生產(chǎn)速度相比較較慢。更為傳統(tǒng)的柱狀鋰離子電池因?yàn)槭褂昧烁斓纳a(chǎn)設(shè)備,并大規(guī)模地提高生產(chǎn)水平,成本大概只是上述電池的一半。
并不是每個(gè)人都認(rèn)同通過(guò)降低鋰離子電池的成本來(lái)達(dá)到電動(dòng)汽車可以和燃?xì)馄嚫?jìng)爭(zhēng),豐田就是其一。他們正在研究針對(duì)電池設(shè)計(jì)更為激進(jìn)的改變。一種可能就是正在研究的用固態(tài)材料取代傳統(tǒng)鋰離子電池中的液體電極,這種改變可以使電池的系統(tǒng)設(shè)計(jì)化繁為簡(jiǎn),降低成本。
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%
類似方法還有很多,包括鋰-硫,鋰-空氣,鋅-空氣以及鎂離子。然而,每個(gè)方法好像都有自己獨(dú)特的問(wèn)題。例如,鋰-空氣電池可以到達(dá)10倍傳統(tǒng)鋰離子電池的能量,然而使用金屬鋰會(huì)非常危險(xiǎn),而且也不能對(duì)它們多次反復(fù)充電。即使新技術(shù)的諸多問(wèn)題可以在實(shí)驗(yàn)室里解決,但是要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的生產(chǎn),可靠的電動(dòng)汽車供電可能還要幾十年的時(shí)間。在解決這些挑戰(zhàn)的過(guò)程中將為傳統(tǒng)的鋰離子電池技術(shù)供應(yīng)很長(zhǎng)的改進(jìn)時(shí)間。