每當(dāng)逢年過節(jié)，親朋好友們聚到一塊兒難免找些話題聊一聊。小編由于工作的性質(zhì)，最近和朋友們聊最多的就是新能源汽車，每每說起，槽點最多的就是續(xù)航問題。不過，就目前來看，動力電池的發(fā)展的確進入了瓶頸期，而且在技術(shù)上是否能真正突破還不得而知。此前，業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，應(yīng)該對動力電池產(chǎn)業(yè)進行重新定位，使其發(fā)揮“火車頭”的作用。所以動力電池的發(fā)展究竟路在何方？什么樣的動力電池才能從根本上解決問題？接下來小編就以電池的三大分類來聊聊化學(xué)電池、物理電池、生物電池在未來的可能性。

·依賴化學(xué)電池真的是長久之計？

就目前來看，化學(xué)電池是電動汽車領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的電池種類，如鎳氫電池、鋰離子電池、鋰聚合物電池、燃料電池等都統(tǒng)稱為化學(xué)電池。其實再細分，從結(jié)構(gòu)角度上講，又可以分成蓄電池及燃料電池兩大類別，我們目前所見路上能跑的絕大多數(shù)電動車都采用蓄電池技術(shù)進行驅(qū)動，如蔚來ES8、特斯拉MODEL家族車型等；燃料電池汽車的代表就如現(xiàn)代的NEXO、豐田Mirai車型等，不過目前我國在氫燃料使用上還是多以物流貨運運輸為主。當(dāng)然，這里所講的蓄電池并不是我們?nèi)粘Ｋ岬降钠囯娖?，而是對可重?fù)充電動力電池的統(tǒng)稱。

[·鋰電池喜憂參半]

鋰電池目前處于電池產(chǎn)業(yè)的霸主地位，從上世紀(jì)70年代誕生至今，其憑借能量密度高、循環(huán)使用壽命長等特點迅速占據(jù)了電動汽車電池市場的絕大部分江山。不過，為什么小編說鋰電池喜憂參半呢？是因為在某些方面它有著讓人著迷的特殊性質(zhì)，在另一方面，它又存在著目前無能為力待解決的問題。

可能關(guān)注鋰電池比較多的朋友們會知道，目前在售電動汽車所配備的鋰電池主要有磷酸鐵鋰電池及三元鋰電池兩種，這兩種電池小編個人認(rèn)為兩者存在著互補關(guān)系，為什么這么說？因為在使用上磷酸鐵鋰電池更加安全，由于其內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)發(fā)生在電池溫度處于500-600℃高溫，相比其他鋰電池在200攝氏度左右時就發(fā)生內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)，它會更加安全。

雖說磷酸鐵鋰電池相對來說更安全，但是在能量密度上又不及三元鋰電，磷酸鐵鋰電池在能量密度上約為100-110Wh/kg，三元鋰電池在重量能量密度上要高出許多，約為200Wh/kg,高的能量密度可以保障動力電池提供更大的續(xù)航里程，所以特斯拉選用三元鋰電池，也正是因為瞄上了這一特點。

[·鎳氫電池慢慢淡出市場]

此前其實還有一種鎳氫電池可以滿足出行需求，于上世紀(jì)90年代后逐漸發(fā)展開來，其能量密度與普通的鋰電池差距并不大，約為70-100Wh/kg，但由于電池單體電壓僅為1.2V，是鋰電池的1/3，因此在需求電壓一定的情況下，其電池組的體積要比鋰電池大上一些。但是電池在循環(huán)充放電過程中容量會出現(xiàn)衰減，而過度充電或放電，都可能加劇電池的容量損耗，但是鋰電池此項特性幾乎可忽略不計。因此，許多廠商在動力電池選擇上，寧愿去冒一些風(fēng)險，也會試圖用其他辦法去增加電動車的續(xù)航里程，像鎳氫電池各項不太突出的選項，恐怕要逐漸的被pass掉了。

[·燃料電池或異軍突起]

要說燃料電池，其實小編個人認(rèn)為它在結(jié)構(gòu)上其實不是“電池”，準(zhǔn)確地說是一個大的發(fā)電機，或是清潔燃料驅(qū)動的增程器。其因能量轉(zhuǎn)換效率高、無污染、壽命長、運行平穩(wěn)等特點被業(yè)界公認(rèn)為未來汽車的最佳能源。簡單來說，燃料電池是通過化學(xué)反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能的一種裝置，而能量的來源主要是依靠不斷供給燃料及氧化劑產(chǎn)生的。理論上講，燃料電池能采用的燃料種類很多，甚至是傳統(tǒng)內(nèi)燃機所用燃料均可，不過真正能起電化學(xué)反應(yīng)的，僅僅是其中的氫和氧化劑中的氧，因此，氫燃料電池是目前燃料電池的研究核心。

作為氫能源先行者之一，豐田所量產(chǎn)的第一輛氫電池車Mirai，便可實現(xiàn)加氫3分鐘左右，續(xù)航達700公里的用車需求。日本至今建設(shè)了92座加氫站，與此同時。韓國、美國等國家也緊隨其后，興建加氫站并推出氫能源汽車。此外，歐洲也在努力發(fā)展氫能源的建設(shè)和應(yīng)用。相比插電式電動車，氫能源充電快只需3分鐘，續(xù)航里程長等特點完美解決駕駛者因用車?yán)m(xù)航里程短，充電時間長等一系列焦慮問題，相信氫能源汽車是未來新能源汽車的最好發(fā)展方向。

小結(jié)：目前來看，動力電池倘若一直采用化學(xué)電池，變數(shù)還是很大的，其主要原因是鋰電池在安全性和能量密度兩個方面不可兼得，在其他動力電池技術(shù)還未開發(fā)出來之前，目前也只能用鋰電池來維持，但是氫燃料電池的強勢介入，勢必會打破鋰電池長期的壟斷地位。

·物理電池的未來可能性有多大？

說起物理電池，不得不提到飛輪電池。飛輪電池是20世紀(jì)90年代才提出的新概念電池，它突破了化學(xué)電池的局限，用物理方法實現(xiàn)儲能。眾所周知，當(dāng)飛輪以一定角速度旋轉(zhuǎn)時，它就具有一定的動能。飛輪電池正是以其動能轉(zhuǎn)換成電能的，其實小編通俗點說，此原理就好比在汽車上安一個風(fēng)車。它與化學(xué)電池不同，物理電池通過物理作用提供使發(fā)電設(shè)備中的線圈旋轉(zhuǎn)的動力，從而進行發(fā)電。物理電池有很多的種類，其原理共通，一般都是通過物理作用使得線圈旋轉(zhuǎn)，線圈切割磁感應(yīng)線，從而在其內(nèi)產(chǎn)生電流。

飛輪電池相比化學(xué)電池各性能指標(biāo)并不差，據(jù)悉其儲能密度可達100～200wh/kg，功率密度可達5000～l0000w/kg，同時能量的轉(zhuǎn)換率比傳統(tǒng)內(nèi)燃機要高出近一倍，相比化學(xué)電池又沒有溫度的影響，在后期的應(yīng)用上完全可以忽略材料、成本的問題。

但是，小編注意到一個問題，如果飛輪一旦充電，就會不停轉(zhuǎn)動下去。當(dāng)我不用電時，飛輪還在那里轉(zhuǎn)動，過多的做功勢必會產(chǎn)生多余的能量消耗。例如給一輛飛輪電池汽車充電后，該汽車可以行駛?cè)r，但是實際汽車走了兩個小時，剩余的半小時怎么辦？不過，也有人說，飛輪空轉(zhuǎn)時，由于沒有負(fù)載，能量損失不會太大，比目前存放一段時間不用的蓄電池?fù)p失的能量還要小。如果靜止不動，幾乎沒有能量損失。所以目前提出的解決辦法是給飛輪電池配備化學(xué)充電電池，當(dāng)不需要用電時，可把飛輪轉(zhuǎn)動的電能充進化學(xué)電池中。但是給飛輪電池配備化學(xué)電池帶來的問題是，增加了汽車或設(shè)備的重量。

小結(jié)：就飛輪電池來說，在結(jié)構(gòu)上的確可以按照物理電池來進行劃分。但是，如果控制飛輪的工作還需要其他電驅(qū)動介入，那在一定意義上相當(dāng)于畫蛇添足，所以物理電池說是電池，但是這種結(jié)構(gòu)方式用于電機才是最佳的選擇。

·有趣的生物電池取代化學(xué)電池的可能性有多大？

提到生物電池，可能多數(shù)網(wǎng)友在上學(xué)的時候多少有所接觸。在生物課上，水果電池會讓我們覺得它很有趣，用幾根導(dǎo)線隨便一插就能發(fā)電。其實生物電池是指將生物質(zhì)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置，由于萬物的能量皆來自太陽能，所以從原理上來講，生物質(zhì)能能夠直接轉(zhuǎn)化為電能主要是因為生物體內(nèi)存在與能量代謝關(guān)系密切的氧化還原反應(yīng)。這些氧化還原反應(yīng)彼此影響，互相依存，形成網(wǎng)絡(luò)，進行生物的能量代謝。

最近在剛上的熱門電影《流浪地球》里，載人太空艙的生活系統(tǒng)是一個除了太陽光外，在各種環(huán)境下是密閉狀態(tài)。結(jié)果太陽光就成了整個飛船所用的電能和人體消耗的各種能量的供應(yīng)者，此時生物電池一方面可提供電能給通信設(shè)備和控制設(shè)備使用，另一方面也輸出供飲用的新鮮水和作為空氣成分供呼吸用的氧氣。宇宙飛行員呼出的二氧化碳、排泄出的廢物和尿液再供給光合作用轉(zhuǎn)換器和生物電池，因此，空氣、水和其它物質(zhì)以至人的排泄物都要得到一次又一次的反復(fù)利用，而生物電池正是在這種生態(tài)循環(huán)中能夠發(fā)揮其巨大作用的。

小結(jié)：早在前些年，有人就建議用菜籽油充當(dāng)驅(qū)動燃料，而且這一試驗在國內(nèi)外也都進行著測試，所以就目前來看，生物電池在未來有著非?？捎^的前景，只是目前技術(shù)還沒有開發(fā)出來，如果盡早能夠解決生物能源的轉(zhuǎn)化率問題，在不久的將來，生物電池取代化學(xué)電池并非不可能的。

編輯總結(jié)：其實當(dāng)下一直在呼吁全民為打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)而奮斗，其實換一個角度進行思考，這又何嘗不是一場能源保衛(wèi)戰(zhàn)呢？在不久的將來，越來越多新的科研嘗試將逐漸展開，對于目前電池的這三大類型，如果做為動力電池進行使用，化學(xué)電池基于之前的基礎(chǔ)有著絕對的優(yōu)勢，如果能夠增加能量密度，獲得更高的續(xù)航里程，毫無疑問將是無可替代的；對于物理電池，就目前來看發(fā)展起來是最為困難的，所以應(yīng)用到汽車上，目前也只是假想；對于生物電池，隨著科學(xué)技術(shù)的飛躍發(fā)展，小編覺得完全可以結(jié)合其優(yōu)點，與汽車相結(jié)合，同時盡快脫離試驗階段，并且大批量地研制出來，為整個汽車行業(yè)進行服務(wù)。