鉅大鋰電 | 點(diǎn)擊量:0次 | 2020年07月31日
制約新能源汽車發(fā)展有什么瓶頸
說說新能源汽車吧,主要是潑潑冷水。一提到新能源汽車,媒體夸贊著,國(guó)家扶持著,資金追捧著。在戰(zhàn)略上講,新能源汽車確實(shí)給了我國(guó)汽車行業(yè)彎道超車的可能性,這一下又都哭著喊著要造新能源汽車了,前腳FF起死回生,后面蔚來(lái)汽車美國(guó)上市,一夜之間好像誰(shuí)都能造車,傳統(tǒng)車廠當(dāng)然不甘示弱,也紛紛推出自己的新能源計(jì)劃……但這里面真正踏踏實(shí)實(shí)規(guī)劃戰(zhàn)略,研究未來(lái)新能源汽車的發(fā)展方向,推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步和人類發(fā)展的,恐怕少之又少,因此筆者在自己知識(shí)儲(chǔ)備相當(dāng)有限的情況下,依然決定站出來(lái)杠一下。目前新能源主要三種實(shí)現(xiàn)形式,第一種是純電動(dòng)車,說是大號(hào)的四驅(qū)車沒毛病;第二種是混合動(dòng)力,就是又有電機(jī)又有發(fā)動(dòng)機(jī),最具代表性的是豐田他家的雙擎,不需要插管,用汽油跑的時(shí)候會(huì)自動(dòng)給電池充電,不像國(guó)內(nèi)某些車型,電池只夠跑個(gè)60KM還硬要安裝雞肋充電樁,買這車的沒人充電,都是沖著魔都牌照去的;第三種是燃料電池,目前主要是氫燃料,技術(shù)上最成熟的還是豐田。
上面這三種技術(shù),混合動(dòng)力不多講了,早晚要被取代。純電動(dòng)是絕對(duì)主流,氫燃料是未來(lái),因?yàn)樗攀钦嬲牧阄廴玖闩欧牛菤淙剂霞夹g(shù)太不好實(shí)現(xiàn),基礎(chǔ)建設(shè)(加氫站)又特別昂貴,很少人愿意做,投入回報(bào)比太低(還好目前國(guó)家政策較為扶持),所以我們重點(diǎn)討論一下純電動(dòng)車。
純電動(dòng)車使用的基本是鋰離子電池(主流三元鋰電),采用充電儲(chǔ)能的方式實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng),跟大家用的手機(jī)電池其實(shí)差不多,所以很容易會(huì)出現(xiàn)下面的問題,嚴(yán)重制約著新能源汽車的發(fā)展:
一、電池的容量和衰減問題。
這是最大最嚴(yán)重的問題,也是各家車場(chǎng)極力避而不談的問題。我們用手機(jī)的時(shí)候都會(huì)有這兩種感觸,一是天天充電,二是電池越來(lái)越不抗用,這兩種遭遇同樣適用于純電動(dòng)車。
第一就是電池的容量問題,受制于目前的技術(shù),再先進(jìn)的手機(jī)電池也就夠你用1-2天,筆者估計(jì)20年內(nèi)難有技術(shù)突破,純電動(dòng)車的電池就是大號(hào)的手機(jī)電池,目前的解決方案都是從電池管理程序上下手,讓電量分配的更合理,就是想方設(shè)法省著用,為什么人類這么智慧,卻連一個(gè)小小的電池就整不明白?我們費(fèi)點(diǎn)時(shí)間說一下這個(gè)問題。電池的原理,所有電池都是在“氧化還原反應(yīng)”這個(gè)原理下誕生的,誰(shuí)被氧化還原了?電子。電子是個(gè)非常喜歡劃水的小伙伴,當(dāng)外部電路接通后,它就從電池的還原劑(負(fù)極)出發(fā),繞電路劃一圈到氧化劑(正極),通過中間的電解質(zhì)回去,被還原以后再出去劃,而它在劃水的同時(shí),順便就做做功,點(diǎn)亮手電筒,啟動(dòng)手機(jī),驅(qū)動(dòng)汽車什么的。充電電池也是這個(gè)原理,不同的是充電電池的負(fù)極會(huì)放一定量的石墨,因?yàn)槭泻芏嗟目祝潆姰a(chǎn)生的電子會(huì)躲進(jìn)孔里待著,放電的時(shí)候再跑出來(lái)。
那么讀到這里大家就會(huì)發(fā)現(xiàn),決定電池容量的大小,關(guān)鍵就是他能放多少電子進(jìn)去(能量密度)。這就是為手機(jī)汽車電池要用鋰電池,因?yàn)殇囋邮墙饘倮锩骟w積最小的,劃水最好的,也是最活潑又穩(wěn)定的了(想想它在元素周期表的位置),沒有更好的選擇了,一塊電池能放進(jìn)去多少鋰原子是無(wú)法改變的了。
那怎么辦呢,就從其他的方面下手嘍,也就是正極負(fù)極電解質(zhì)和外殼等的材料,但其實(shí)電池技術(shù)發(fā)展了100多年,能試的材料基本都試過了,需要考慮的因素太多,比如為了電子能有序的劃水,這些都會(huì)擠占空間,更重要的還有安全因素。有同學(xué)說,現(xiàn)在技術(shù)那么發(fā)達(dá),可以做納米級(jí)的材料,隨便搞個(gè)穩(wěn)定的分子結(jié)構(gòu),比如科學(xué)家們天天喊的石墨烯,不能解決么?至少現(xiàn)在不能,你知道1克石墨烯幾千塊錢嗎,做電池鬼能用得起?實(shí)驗(yàn)室里的結(jié)果再好,人類有生之年也不一定能用上。所以,目前充電電池里的所有材料,基本就是極限,已經(jīng)很牛逼了,就這樣,電池里面的輔助材料還是占了整個(gè)電池一半的重量,電池的容量很難有大發(fā)展了,只能在現(xiàn)有技術(shù)上微調(diào)。這是個(gè)很難接受的悲觀結(jié)論,盼望被科學(xué)家打臉!
第二衰減的問題很好解釋,用手機(jī)都知道電池越用容量越小,簡(jiǎn)單的講,就是在電池內(nèi)部不斷的化學(xué)反應(yīng)中,材料被損耗了,逐漸的遲鈍了,這個(gè)過程是不可逆的。現(xiàn)在市面上的鋰電池都會(huì)有一個(gè)充放電次數(shù)的說明,就是說這個(gè)問題,如果循環(huán)完全充放電在一定次數(shù)之后,就必須換電池了。
目前主流民用的三元鋰電,循環(huán)次數(shù)500多,這還不算風(fēng)吹雨淋高溫低溫等環(huán)境帶來(lái)的衰減。大家自己算一下多久需要換電池吧,目前新能源汽車電池成本在40-50%,換一次電池基本就是半個(gè)車的價(jià)錢,你會(huì)不會(huì)欲哭無(wú)淚?另一種磷酸鐵鋰電池號(hào)稱單個(gè)循環(huán)2000次,但是其電壓和容量都低于三元鋰電,真正組成電池組的循環(huán)次數(shù)還不好說。誠(chéng)然電池成本是在下降,但即使假設(shè)能下降一半,不算車的折舊,同學(xué)自己思考一下到底值不值
二、環(huán)保問題。
這個(gè)算是老生常談了吧,雖然電動(dòng)車單個(gè)看是非常環(huán)保的,但發(fā)電是會(huì)帶來(lái)污染的,我國(guó)目前主要的發(fā)電手段還是生物燃料,好那么就當(dāng)你至少在開車的路上環(huán)保了。那么還有電池回收的問題呢,這個(gè)大家都懂,回收處理不及時(shí)就會(huì)造成嚴(yán)重污染,好在國(guó)家早就把這個(gè)問題安排的明明白白,但是現(xiàn)在大家都忙著造車掙錢,第一批純電動(dòng)車還沒到要回收電池的時(shí)候,希望到時(shí)在執(zhí)行層面不會(huì)讓大家失望吧。
三、安全性問題。
這個(gè)之前已經(jīng)有明示,就是特斯拉發(fā)生了兩起火災(zāi),還有國(guó)家最近不讓電動(dòng)公交車使用三元鋰電了,其實(shí)就是考慮的安全性問題,但是三元鋰電在民用層面大力發(fā)展是不可避免的,這東西目前是比較容易著火的,希望以后的技術(shù)進(jìn)步能推進(jìn)安全進(jìn)步了。
上一篇:我們最常見的電池都是什么?










