电动车里程焦虑为何我们还没有摆脱

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  文/张一

  近日外媒报道,美国佛罗里达州立大学和康奈尔大学研究小组发现,用廉价而安全的组件可以制成电池,而且与现在最先进的锂离子电池相比,此类电池的效率要高出2至3倍……

  OK,我们提取关键词“廉价而安全”、“效率高出2至3倍”。咋一看到此条新闻,我差点就鼓了个掌,为庆祝电动汽车发展又获得有力的技术支撑,感到由衷的高兴了。不过冷静下来后想一想,这好像是近两个月内看到的第三条关于新型电池技术的新闻了。

  

  再往前,还有一条新闻《美国科学家研发有机阴极材料,可实现高能量密度锂电池》,内容是美国能源部布鲁克海文国家实验室为锂电池设计了一种新型有机阴极材料。该材料以硫为核心,与锂电池中传统的阴极材料相比,能量密度更高、更具成本效益且更环保。

  这条新闻比上面那条还劲爆,不仅提升了安全性、能量密度、成本效益,还多了一个“更环保”,特别符合当今可持续发展的大趋势大背景。

  怎么说呢?美好得让人感到一丝怀疑。关于新型电池技术研发成果的消息几乎每月都有,快成了“月经”新闻,就仿佛明天纯电动车的发展就要迈入新时代。然而现实是,这些技术都还只是挂在天上,很难落地。

  

  那么为何新型电池技术已不断出现在当下,我们还是没有摆脱电动车的焦虑问题?

  简单点说,实验室科技要先想实现商业化应用,通常还有较长一段路要走。而这个“较长一段路”要走多久呢?可能是五年,也可能是十年。

  举个例子,本田曾研发出一种氟离子电池,由于氟原子的质量较低,基于氟元素的可充电电池,能量密度据说可达到目前锂离子电池的十倍。作为对比,目前特斯拉model 3使用的21700型锂电池能量密度在300Wh/kg左右,算是目前量产中能量密度最高的量产动力电池。其电池包总重量为478kg,最大的电池容量达到了80.5 kWh(实际BMS控制在78kWh)可提供500-600公里的NEDC续航里程

  

  同等情况下,能量密度越高,电容量越大即意味着续航里程越高,所以十倍于锂离子电池的能量密度,能提高多少续航里程大家可以自己计算。氟离子电池的好处还在于,它使用的原材料比锂离子电池中的锂和钴更容易获得,可减少对环境的破坏。

  而且本田还利用高离子电导率和宽工作电压的氟化物电解液,克服氟离子电池只有在高温下才能工作这一限制,开发出能够在常温环境下正常运转的新型氟离子电池,

  那么为什么现在还不用在汽车上呢?首先采用液态电解质的氟离子电池,易导致电池负极钝化,无法进行充放电循环。虽然目前新闻报道该电池在室温下已经证明了“可逆的电化学循环”,但循环次数是多少?没说。如果仅能循环那么一两次,那么能量密度再高也没有意义。

  其次,氟离子电池的负极要有镧这种稀贵金属,且采用了纳米制造工艺,要量产的话成本是多少?我想绝对不会是白菜价。

  

  盘点一下,近期以来大部分关于新型电池技术的新闻,其科研进步点几乎涉及方方面面。比如阿克伦大学研发剪切增稠电解质,可提升锂离子电池抗外部冲击能力;普林斯顿大学发现铂替代品,可研发更便宜的燃料电池;还有我国合成超高容量锂电有机正极材料,可提升大幅电池寿命……

  但目前电动车的锂电池技术依旧没有太大长进——上一次重大改进已是上世纪90年代的事了,下一次电池技术取的真正意义上的商用突破会在什么时候,谁也不好说。要想根治电动车里程焦虑症,还需要时间。

  文/张一

  近日外媒报道,美国佛罗里达州立大学和康奈尔大学研究小组发现,用廉价而安全的组件可以制成电池,而且与现在最先进的锂离子电池相比,此类电池的效率要高出2至3倍……

  OK,我们提取关键词“廉价而安全”、“效率高出2至3倍”。咋一看到此条新闻,我差点就鼓了个掌,为庆祝电动汽车发展又获得有力的技术支撑,感到由衷的高兴了。不过冷静下来后想一想,这好像是近两个月内看到的第三条关于新型电池技术的新闻了。

  

  再往前,还有一条新闻《美国科学家研发有机阴极材料,可实现高能量密度锂电池》,内容是美国能源部布鲁克海文国家实验室为锂电池设计了一种新型有机阴极材料。该材料以硫为核心,与锂电池中传统的阴极材料相比,能量密度更高、更具成本效益且更环保。

  这条新闻比上面那条还劲爆,不仅提升了安全性、能量密度、成本效益,还多了一个“更环保”,特别符合当今可持续发展的大趋势大背景。

  怎么说呢?美好得让人感到一丝怀疑。关于新型电池技术研发成果的消息几乎每月都有,快成了“月经”新闻,就仿佛明天纯电动车的发展就要迈入新时代。然而现实是,这些技术都还只是挂在天上,很难落地。

  

  那么为何新型电池技术已不断出现在当下,我们还是没有摆脱电动车的焦虑问题?

  简单点说,实验室科技要先想实现商业化应用,通常还有较长一段路要走。而这个“较长一段路”要走多久呢?可能是五年,也可能是十年。

  举个例子,本田曾研发出一种氟离子电池,由于氟原子的质量较低,基于氟元素的可充电电池,能量密度据说可达到目前锂离子电池的十倍。作为对比,目前特斯拉model 3使用的21700型锂电池能量密度在300Wh/kg左右,算是目前量产中能量密度最高的量产动力电池。其电池包总重量为478kg,最大的电池容量达到了80.5 kWh(实际BMS控制在78kWh)可提供500-600公里的NEDC续航里程

  

  同等情况下,能量密度越高,电容量越大即意味着续航里程越高,所以十倍于锂离子电池的能量密度,能提高多少续航里程大家可以自己计算。氟离子电池的好处还在于,它使用的原材料比锂离子电池中的锂和钴更容易获得,可减少对环境的破坏。

  而且本田还利用高离子电导率和宽工作电压的氟化物电解液,克服氟离子电池只有在高温下才能工作这一限制,开发出能够在常温环境下正常运转的新型氟离子电池,

  那么为什么现在还不用在汽车上呢?首先采用液态电解质的氟离子电池,易导致电池负极钝化,无法进行充放电循环。虽然目前新闻报道该电池在室温下已经证明了“可逆的电化学循环”,但循环次数是多少?没说。如果仅能循环那么一两次,那么能量密度再高也没有意义。

  其次,氟离子电池的负极要有镧这种稀贵金属,且采用了纳米制造工艺,要量产的话成本是多少?我想绝对不会是白菜价。

  

  盘点一下,近期以来大部分关于新型电池技术的新闻,其科研进步点几乎涉及方方面面。比如阿克伦大学研发剪切增稠电解质,可提升锂离子电池抗外部冲击能力;普林斯顿大学发现铂替代品,可研发更便宜的燃料电池;还有我国合成超高容量锂电有机正极材料,可提升大幅电池寿命……

  但目前电动车的锂电池技术依旧没有太大长进——上一次重大改进已是上世纪90年代的事了,下一次电池技术取的真正意义上的商用突破会在什么时候,谁也不好说。要想根治电动车里程焦虑症,还需要时间。