![]() 在考慮買電動(dòng)車的時(shí)候,你最擔(dān)心什么?無疑是續(xù)航里程和充電速度了,然而印度一家公司,曝光了他們5年來精心研發(fā)的新型電池,各方面數(shù)據(jù)居然遠(yuǎn)超現(xiàn)有的鋰電池。這次橫空出世的新型電池,是技術(shù)新突破還是夸大其詞?
印度新型鋁電池 這家研制出新型電池的Saturnose公司,是由沙特出資、美國注冊(cè)和印度團(tuán)隊(duì)研發(fā)的,聽上去還真是強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合。 他們研發(fā)的新型鋁離子電池(Ea2I),用鋁離子替代了鋰離子做材料,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)更是吊打鋰離子電池。我們先來看看這種電池有怎樣夸張的數(shù)據(jù)。
1.能量密度和續(xù)航能力 Ea2I鋁離子電池能量密度約為600Wh/kg,而目前的鋰電池的能量密度普遍在150-300Wh/kg之間??梢钥闯?,新型鋁離子電池的能量密度在現(xiàn)有電動(dòng)車電池的2倍以上。
而高能量密度就意味著攜帶同樣的電量,鋁離子更輕便,續(xù)航里程也更長,圖中給出的數(shù)據(jù)是最大1200公里的續(xù)航。都不用跟現(xiàn)在的電動(dòng)車相比,直接趕超了燃油車一大截。這要是真的,估計(jì)過不了幾年,街上就全是電動(dòng)車了。
2.充電效率高 現(xiàn)在市面上電動(dòng)汽車的電池想要充滿至少要2個(gè)小時(shí),這還是快充的速度,要是用交流電估計(jì)一個(gè)晚上才能充好。而鋁離子電池的充電時(shí)間簡直令人難以置信,只需要12分鐘就能充滿電。
3.安全 使用了鋁和鈮以及固態(tài)電解質(zhì),而沒有使用傳統(tǒng)的鎳和鈷,據(jù)說不會(huì)像鋰離子電池那樣,產(chǎn)生枝晶,進(jìn)而引發(fā)燃燒爆炸的問題。
4.性價(jià)比高和使用壽命長 鋁電池比鋰離子電池便宜50%,這意味著電動(dòng)汽車的成本可以大大地降低,再也不用擔(dān)心換電池比換車貴的問題了。 而且這款電池循環(huán)充放電次數(shù)在20000次左右,能夠讓汽車獲得長達(dá)15年的穩(wěn)定壽命,而目前最好的鋰離子電池最多也就5000次的充電壽命,最多用個(gè)4年就得換電池了。
可想而知,性能這么優(yōu)異的電池,一旦成功商用推向市場(chǎng),必將使得電動(dòng)車甚至整個(gè)汽車領(lǐng)域,發(fā)生天翻地覆的變化。前提是,這些數(shù)據(jù)必須真實(shí)可信,而且印度人真的能夠研發(fā)出商用型電池。 事實(shí)真的如此嗎? 我個(gè)人認(rèn)為,這些數(shù)據(jù)并不可靠。為什么呢? 從以往的鋁電池研究來看,它的優(yōu)點(diǎn)確實(shí)很多,但是缺點(diǎn)也不少。在上個(gè)世紀(jì),最早開始研發(fā)電池的時(shí)候,鈉電池在性能比拼中敗下陣來,于是鋰電池成了主流電池材料。而鋁電池的性能如果真的完美的話,早就被選用了,而事實(shí)是,我們后來才開始投入大量研究到其他材料領(lǐng)域中去。
首先說安全性的問題, 據(jù)說,這家印度公司的鋁電池不會(huì)產(chǎn)生枝晶,非常安全,永不燃爆,比鋰電池強(qiáng)多了。 但是據(jù)我所知,所有的金屬用作電池的時(shí)候,都會(huì)產(chǎn)生枝晶,這是一種無法避免的自然現(xiàn)象,就跟打雷下雨一樣,你能讓天不下雨嗎?
其原理是,金屬離子從正極脫出回到負(fù)極的時(shí)候,沒有辦法平均回到金屬表面。在金屬表面形成凹凸不平的金屬山包,尖銳突出的地方電荷密度更大,對(duì)金屬離子的吸引力更強(qiáng),和避雷針一樣。所以突出的地方會(huì)越來越突出,直到最后突破隔膜形成枝晶。
枝晶會(huì)導(dǎo)致電池內(nèi)短路,產(chǎn)生大量的熱量,最終燃燒和爆炸。要解決這一問題,不是讓天不下雨,而是如何避雨,也就是加強(qiáng)散熱手段。不同金屬的散熱能力不同,所以有的電池更容易燃燒。
實(shí)際上,鋁、鎂等金屬的枝晶問題一點(diǎn)也不比鋰少多少,甚至更嚴(yán)重。一旦枝晶形成(快速充放電尤其容易),造成短路,那么電池燃燒爆炸就是明擺著的事。 而這家印度公司的電池,充放電速度這么快,竟然沒有鋁的枝晶形成,不得不說是非?!吧衿妗绷?。 然后說說,鋁電池的續(xù)航和充電問題,這應(yīng)該是廣大車主最關(guān)心的問題了。 我們說過鋁電池本身是沒有多大優(yōu)勢(shì)的,想要提高性能,只能通過技術(shù)研發(fā)。 奇怪的是,特斯拉等電動(dòng)車的續(xù)航一直在想方設(shè)法追趕上燃油車,突破700的續(xù)航。怎么這支印度團(tuán)隊(duì)的鋁電池,在短短5年里,就實(shí)現(xiàn)了續(xù)航突破1000了?他們的技術(shù)差距真的就是一個(gè)天上,一個(gè)地下嗎?
至于電池能否快速充電,看兩個(gè)主要因素,一是充電樁的充電功率,二是電池的承受能力。這種鋁電池是150kwh,只用12分鐘(也就是0.2小時(shí))充滿電,那么充電樁的功率必須在750kw以上。這么大的充電樁目前肯定是沒有的,所以你說你的電池1分鐘就能充滿我都信,畢竟驗(yàn)證不了。
實(shí)驗(yàn)與商用 據(jù)說,這家公司打算2022年開始投產(chǎn),讓這種新型鋁電池成為世界上第一款商用鋁離子固態(tài)電池,屆時(shí)它將取代現(xiàn)在普遍使用的鋰離子電池化學(xué)成分。 但是,我們要知道,之前所有這些數(shù)據(jù)都只是實(shí)驗(yàn)階段的成果,要將它商用是很困難的。實(shí)驗(yàn)中的新能源電池有很多“好產(chǎn)品”,但是真正能夠商用的少之又少,這就是為什么我們經(jīng)常聽到很多技術(shù)新突破,但是實(shí)際商用卻總是沒有下文的原因。
比如:石墨烯被研究者和各大媒體譽(yù)為“新材料之王”,是人類已知強(qiáng)度高、韌性好、重量輕、透光率高、導(dǎo)電性佳的新型納米材料。然而,石墨烯最終沒能取代鋰電池,而是作為它的附屬品,幫助鋰電池提升性能。
現(xiàn)在市面上的石墨烯電池說真不真,說假不假,準(zhǔn)確地說該叫石墨烯碳基鋰離子電池。制作過程不是把石墨烯當(dāng)作負(fù)極,而是將它們加進(jìn)電池里面提升性能。為什么呢?因?yàn)樘F了,性價(jià)比不高,真正的效果也沒有實(shí)驗(yàn)時(shí)說得那么夸張。就像手機(jī)芯片要鍍金一樣,商家不可能用金子來做芯片。
對(duì)于鋁電池來說,理論宣稱的優(yōu)勢(shì)很大。像什么能量密度接近鋰離子電池,(理論)價(jià)格低,(理論)壽命長,看似前景很美好。但是,真到工業(yè)生產(chǎn)了,結(jié)果就會(huì)不太一樣。 從材料本身來看,鋰離子的能量密度必然高于鋁離子,這就決定了鋰電池會(huì)占據(jù)最大的應(yīng)用市場(chǎng),而鋁離子不太可能被主流使用,不排除將它用于其他領(lǐng)域。
從價(jià)格方面來看,所謂的鋁電池的成本只有鋰電池的一半。但是,在真正的工業(yè)生產(chǎn)中,工藝成本會(huì)有大幅度增加。比如磷酸鐵鋰電池,在試驗(yàn)階段的成本一公斤不到10塊錢,工業(yè)生產(chǎn)的時(shí)候,價(jià)格增長了將近10倍。 相對(duì)來說,鋰電池已經(jīng)形成了完整的產(chǎn)業(yè)鏈,有政策補(bǔ)貼,有技術(shù)支持。加上回收率達(dá)到了99%以上,金屬鋰的成本降到了電池總成本的5%,依然具有很大的優(yōu)勢(shì)。
綜合來看,鋁電池只是諸多看起來很美好的電池的一種,取代鋰電池的說法,可以想象一下,但目前來說,也只是想象一下而已。 |
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