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若锂电池无重大技术变革 电动汽车推广或将停滞不前

时间:2022-08-01 13:29:11来源:钜大LARGE

导语:​据外媒报道,法国于2017年七月初宣布,该国将于2040年禁售燃油车,而印度和挪威分别于2030年、2025年禁售燃油车,只卖电动汽车。燃油车在全球的前途堪忧,电动汽车是否能顺利取代呢?

  各大车企纷纷在电动汽车领域展开角逐,力图满足市场及用户的需求。沃尔沃承诺,自2019年起,旗下所有新车型都将配备一款电机。

  如今的电机采用有现代化的设计理念,其结构紧凑,能效极高,可实现零排放,但若要为车辆供应动力,车企不得不为电机搭配一款电池,而这恰恰是当前电动汽车推广应用受限的症结所在。

  锂电池对电动汽车推广的制约

  如今,大多数电动汽车都采用了锂离子蓄电池组,锂电池在智能手机、平板电脑及笔记本电脑等设备中也有广泛的应用。据全球知名咨询公司——麦肯锡的研究表明,从2010年起至今,电动汽车车载锂离子蓄电池组的价格下跌了近80%,但其售价依然昂贵。

  通用旗下雪佛兰Bolt搭载的蓄电池组的售价超过1.57万美元(约合12.150英镑),其售价占到了整车售价的四成以上。据麦肯锡透露,欲使电动汽车的售价跌至汽油车的价位,或许还要耗费10年甚至更久。

  尽管电机的能效要高于内燃机,但电池的储能只占到汽油、柴油等化石燃料(fossilfuel)的一小部分。如今有的电动汽车续航里程数甚至只有100英里左右。

  最后,即使最终锂电池的售价下跌,但其仍存在安全问题。该类电池要进行冷却,防止出现电池过热的情况,更何况其所含液态电解质具有易燃性。若电池受损,极易将其引燃。

  车企的应对之道

  美国能源部的材料科学家兼Battery500联盟的董事JunLiu表示:"谈到电动汽车,就不得不考虑其成本、能量密度及安全性,这三点相当至关重要。"该联盟投入了5000万美元,力图提升锂电池的性能,并得到TSLA及IBM两大公司的支持。

  "Battery500"中的500意为:将锂电池的能量密度翻番,因为锂离子蓄电池的能量密度值一般在250瓦时/千克。Liu表示,这意味着在短时间内要优化当前的锂电池技术,并建造规模宏大的生产设施,如:TSLA在内华达州建造的超级厂(Gigafactory)。

  Liu表示:"若能提升制造规模,或将大幅降低锂电池的生产成本。"TSLA想要独自在全球建立三家超级厂,每家厂都拥有超强的产量,相当于2013年锂电池的全球总产量。

  此外,还要替换当前正在采用的石墨阳极(graphiteanode),改用硅质电极。硅的储电量要高于石墨,但充放电时,该材质容易出现膨胀和收缩,并和电解质发生反应,直至将电解质耗尽。由于上述问题的存在,相较于石墨电池,将尚处于试验阶段的含硅质阳极的锂电池更快被淘汰。

  要解决这类问题,或许要耗费五年时间,但应该能将锂电池的能量密度提升至350瓦时/千克。然而,他承认若想要实现锂电池能量密度翻番,最少还要等上十年。

  用户对电动汽车的需求和担忧

  但麻省理工学院(MIT)从事能源研究的教授JessikaTrancik表示,纵然存在上述种种难题,但仍无法阻止人们对电动汽车的购买和使用需求。

  据她的研究表明,诸如日产Leaf或福特福克斯(FordFocus)等价格较为便宜的电动汽车,不仅能满足人们的日常驾驶需求,还能将温室气体排放量降低三成或更多。

  她表示:"真正的挑战在于帮助人们克服对电动汽车续航里程数的担忧。当用户购买新车后,他们想要了解车辆的续航里程数。若进行长途行驶,其车辆能否驶达目的地。相较于等待新电池的研发成功,若增设电动汽车充电基础设施,亦或是采用车辆共享等新业务模式,上述两种方式或许能更快地解决电动汽车的推广问题。"


标签: 锂电池

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