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电动汽车技术囧途:电池技术攻关难

钜大LARGE  |  点击量:112次  |  2021年09月23日  

摘要
电动汽车无法成为主流汽车的原因有很多,然而其中一个问题是可以肯定的:就是过于昂贵的电池。美国能源部最近估计,电动汽车和混合动力汽车若想和燃气驱动汽车竞争,那么电池的价格要降低50%-

电动汽车无法成为主流汽车的原因有很多,然而其中一个问题是可以肯定的:就是过于昂贵的电池。美国能源部最近估计,电动汽车和混合动力汽车若想和燃气驱动汽车竞争,那么电池的价格要降低50%-80%。要达到这个数字,可能要发明全新品种的电池,不过,通过改进驱动当前电动汽车的锂离子电池,从而实现这一目标的可能性也很大。


到2015年,美国将可能生产出用于50万辆电动汽车的电池组。然而,由于昂贵的价格,今年插电式混合动力汽车的销量还不及上述数字的1/10。这导致美国先进的电池制造商陷入困境。A123系统公司倒闭,陶氏化学表示,它的电池合资公司陶氏柯卡姆公司的业绩也大幅下降,意在为雪佛兰沃特供应电池的乐金化学厂已经建成,但厂正在闲置,等待供货需求的上升。


电动汽车的运行成本要比燃气汽车低,但是这点价格优势与其昂贵的电池相比就显得微不足道。资料显示,为雪佛兰沃特供应的电池组要8000美元,为尼桑聆风供电的大电池组要12000美元。麦肯锡最近的一项研究表明,到2025年,仅仅通过电池生产规模的提升,以及由竞争导致的元器件成本下降,还有锂离子电池能量密度的加倍(这会让材料成本降低),聆风电池的成本可能会下降到低于4000美元。


戴尔豪西大学的锂离子电池研究人员杰夫·达恩表示,在聆风和沃特中使用的特殊扁平型的锂离子电池是使用最新的先进设备生产出来的,这种设备的生产速度相比较较慢。更为传统的柱状锂离子电池因为使用了更快的生产设备,并大规模地提高生产水平,成本大概只是上述电池的一半。


并不是每个人都认同通过降低锂离子电池的成本来达到电动汽车可以和燃气汽车竞争,丰田就是其一。他们正在研究针对电池设计更为激进的改变。一种可能就是正在研究的用固态材料取代传统锂离子电池中的液体电极,这种改变可以使电池的系统设计化繁为简,降低成本。


类似方法还有很多,包括锂-硫,锂-空气,锌-空气以及镁离子。然而,每个方法好像都有自己独特的问题。例如,锂-空气电池可以到达10倍传统锂离子电池的能量,然而使用金属锂会非常危险,而且也不能对它们多次反复充电。即使新技术的诸多问题可以在实验室里解决,但是要实现大规模的生产,可靠的电动汽车供电可能还要几十年的时间。在解决这些挑战的过程中将为传统的锂离子电池技术供应很长的改进时间。



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