鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1398次 | 2018年07月15日
發(fā)展中的電池黑科技 不再有里程焦慮
近幾年,電動(dòng)汽車非常的火熱。在車型方面,幾乎每一家車企都推出了自己的電動(dòng)汽車產(chǎn)品,消費(fèi)者的選擇越來(lái)越多;在政策方面,牌照、補(bǔ)貼、不限行等利好層出不窮。
即便如此,消費(fèi)者對(duì)電動(dòng)汽車的熱情還是非常有限,續(xù)航里程短、充電時(shí)間長(zhǎng)始終是電動(dòng)汽車無(wú)法繞開的問(wèn)題。而這些問(wèn)題根源還是在于電池技術(shù)發(fā)展緩慢,目前的電池制約了電動(dòng)汽車的發(fā)展。
不過(guò),這種情況或許在幾年之內(nèi)就會(huì)得到改善,因?yàn)橐呀?jīng)有幾種新型的電池正在研發(fā)之中,隨時(shí)會(huì)橫空出世,改變世界。
1、石墨烯電池
石墨烯已知的世上最薄、最堅(jiān)硬的納米材料,具有電阻率極低,電子遷移速度極快的特點(diǎn)。石墨烯電池,就是利用鋰離子在石墨烯表面和電極之間快速大量穿梭運(yùn)動(dòng)的特性開發(fā)出的一種新型電池。
Graphenano公司展示的石墨烯電池樣品
世界上的首款石墨烯聚合材料電池由西班牙Graphenano公司和科爾瓦多大學(xué)合作研發(fā),其中Graphenano公司也是世界上第一家以工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)石墨烯的公司。目前常見的三元鋰電池能量密度在180-200mAh/g,而石墨烯聚合材料電池的能量密度則可以超過(guò)600mAh/g。也就是說(shuō),如果將特斯拉P85上的電池替換為同等重量的石墨烯電池,其續(xù)航里程將達(dá)到約1500km,是原來(lái)的3倍。
續(xù)航1500km的特斯拉,你能想象嗎?
除了能量密度高,石墨烯電池的充電速度也要比鋰電池快很多,可以有效解決充電時(shí)間長(zhǎng)的問(wèn)題。它的壽命也很長(zhǎng),可以達(dá)到鋰電池的2倍。
另外,據(jù)Graphenano公司表示,石墨烯電池的性能超群,但是成本并不高,反而要比鋰電池低77%。采用石墨烯電池將能夠有效降低電動(dòng)汽車的成本,進(jìn)而提升市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
2、鋰硫電池
鋰硫電池是鋰電池的一種,它以硫元素作為電池的正極材料。鋰硫電池的理論能量密度高達(dá)1675mAh/g,比石墨烯電池還要高出不少。
國(guó)內(nèi)有廠商把石墨烯材料加入到鋰硫電池中,以改善其性能。
在2010年,鋰硫電池就被應(yīng)用到了太陽(yáng)能無(wú)人機(jī)Zephyr中,幫助其完成了連續(xù)飛行336小時(shí)的壯舉。
鋰硫電池目前面臨的問(wèn)題是,硫會(huì)溶解到電解質(zhì)溶液當(dāng)中,形成硫化物,用硫制成的陰極僅僅幾周后就會(huì)消耗殆盡,從而導(dǎo)致電池失效。不過(guò),目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)有廠商通過(guò)在鋰硫電池中加入石墨烯材料以固定硫陰極,從而解決了這一問(wèn)題,鋰硫電池距離實(shí)用化又近了一步。
3、同位素核電池
同位素核電池實(shí)際上跟核反應(yīng)(核聚變、核裂變)無(wú)關(guān),它是利用放射性同位素的衰變來(lái)產(chǎn)生能量的。其最大的特點(diǎn)是壽命長(zhǎng),可達(dá)十多年甚至上百年,在這期間,同位素核電池不需要充電,就可以持續(xù)地釋放電能。
同位素核電池最早被用在宇宙飛船上,后來(lái)進(jìn)入了民用領(lǐng)域,為心臟起搏器和人工心臟提供電力。我國(guó)的玉兔號(hào)月球車上也用到了國(guó)產(chǎn)的同位素核電池。
玉兔號(hào)月球車上應(yīng)用了國(guó)產(chǎn)的同位素核電池
同位素核電池要應(yīng)用到電動(dòng)汽車上,還需要克服兩個(gè)問(wèn)題,一是輸出功率小,二是成本高昂。以阿波羅飛船上的SNAP-27A核電池為例,它的輸出功率僅有63.5W,一天下來(lái)輸出的電量也不到2kWh,對(duì)于電動(dòng)汽車來(lái)說(shuō),基本是杯水車薪。至于成本,據(jù)說(shuō)我國(guó)曾經(jīng)從俄羅斯購(gòu)買過(guò)一塊輸出功率500mW的同位素核電池,價(jià)格高達(dá)3000萬(wàn)元人民幣。
同位素核電池一旦取得突破,未來(lái)的汽車都不用加油充電了。
顯然,核電池對(duì)于電動(dòng)汽車來(lái)說(shuō)還有點(diǎn)科幻,不過(guò)一旦解決了輸出功率和成本的問(wèn)題,電動(dòng)汽車就可以終身不用充電,一直在路上馳騁,加油站和充電站都將成為歷史。同位素核電池是真正屬于未來(lái)的技術(shù),也許50年后它將取代所有其他的電池,成為我們生活中必不可少的一部分。