新能源汽车哪种电池更靠谱

网友投稿 234 2023-12-14


自从特斯拉被热炒之后,几乎每隔一段时间就会冒出几篇高科技电池电动车的新闻什么丰田的氢燃料电动车,能跑1600公里的铝电池电动车,一次充电跑600公里的液流电池车,石墨烯电池,铝离子电池……似乎,我们现在用锂电池简直是太蠢了,新的能源革命早就应该到来了,但事实真的像新闻描述的那么美好吗?我们来看看真相。

新能源汽车哪种电池更靠谱

  电动车电池的真相  电动车的核心技术是电池、电机、电控,然后就是传统汽车上的底盘技术之类的东西其中电机技术现在已经比较成熟,电控随着摩尔定律也在不断进步,汽车底盘技术发展了这么多年,更不是瓶颈  电动车的核心问题就在电池上面。

对于电动车来说,理想的电池应该有以下几个特性  一、有足够能能量密度,单位体积单位重量要有足够的容量,这样才能跑更远的路程  二、有足够的功率密度,单位体积单位重量能产生足够大功率,这样车才能加速快,才能爬坡。

  三、能量补充速度要快,充电或者换电都要快,要不然就只能限定在城市通勤,白天跑路晚上充电的模式  四、平均使用成本要便宜,寿命和价格综合起来要有竞争力  现在已经上市的电动车,主要有两种电池,一种高速电动车的锂离子电池,包括磷酸铁锂、锰酸锂、三元锂电池等等。

还有一种是低速电动车的铅酸电池  就电动车的要求要看,锂电池功率密度和能量密度都不错,但是充电没法快,价格也高昂没有补贴支持的话,只能用于特斯拉这种高定位的车型  铅酸电池功率密度和能量密度都低,充电也慢,但是价格相对便宜,用在短途低速电动车上比较适宜。

但是有污染问题,现在中国不鼓励发展  其他流言中很牛的这个电池,那个电池,很遗憾,还没有能够量产上路,有几种有实验性的公交线路在用真正通过了实践检验,现实中可以大规模使用的就这两种流言中高级电池或者根本就不靠谱,或者还在实验室阶段。

  (一)氢燃料电池  我们先来日本搞得氢燃料电池,燃料电池我们可以理解成一种加燃料产生电能,一般不充电的电池也就是说,氢燃料电池的充电方式其实就是加注氢,和我们传统汽车加油是一样的  氢燃料电池电动车的优势是没有污染物排放,氢发电,电机驱动车辆,我们只要把加油站换成加氢站就可以了。

  这个过程看上去很简单,但是问题出在氢的制造、运输、储存上气态氢气需要高压气罐储存,液态氢气需要大量电能维持在很低的温度使用远比燃油麻烦  虽然氢气制造并不是很困难,但是把制造好的氢气运输到加氢站,就需要铺设专门的管道。

而加氢站给氢燃料电池电动车加氢,也需要专门的设备(氢有氢脆,对传输、储存的材料要求很高,氢气很容易泄露爆炸燃烧,对设备的安全性要求也很高)  燃油,天然气都有现成的基础设施可以利用,锂电池有现成的电网可以利用。

而氢燃料电池电动车需要从头建立一整套制造、运输、储存的系统,全套的基础设施这个难度太大  所以,除非有政府不计成本的补贴建设全套基础设施,否则氢燃料电池电动车就是个花瓶日本搞这个因为日本在整个氢燃料产业链上全部占有制高点,其他国家不会那么傻,自己投入巨资重建一套系统,还让日本人掌控命脉,所以氢燃料电池难以推广。

  (二)铝空气电池  铝空气电池虽然是金属电池,其实也应该算作燃料电池通常铝空气电池也是不充电的,只需要更换铝材料即可  其实铝空气电池的原理类似的助听器里面常见的锌空气电池  这种金属燃料电池的优点是能量密度比大,缺点是功率密度比低。

用在低功率的助听器上没有问题,用在汽车上功率会不太够,往往要配合功率高的锂电池使用  锌空气电池相比来说比较成熟,已经有量产产品,在汽车上也有试用  铝空气电池比锌空气电池能量密度更高,有更好的前途,但是因为铝的化学性质问题,难以保证安全稳定,目前连可以量产的成品都没有,实用化为时尚早。

  而且,金属燃料电池因为不充电,同样面临着产业链的问题无论是锌空气电池还是铝空气电池,都是下面这种循环  1、金属制造厂电解金属氧化物制造金属;  2、金属运输到换电站  3、换电站用金属更换掉用户电动车内的金属氧化物(金属电池放电完毕生成氧化物)  4、厂方回收氧化物重新电解成金属。

  在这个流程中,需要建立一条从制造到运输,到更换,到回收的产业链同样涉及到基础设施建设建立遍布全国的换电站几乎是不可能完成的任务  所以,即使铝空气电池成功,也只能用于城市公交、出租一类可以固定位置换电(出租车在出租公司,公交车在公交公司)的场所。

全面普及和氢燃料电池同样困难  (三)液流电池  液流电池是普通的化学电池,它的特点是把正极和负极电解液单独存放,解决了普通化学电池活性物质利用率的问题理论上可以有更高的能量密度,而且充放电次数也更多,有非常理想的性能。

  但是液流电池受制于材料和电解液的浓度,发展了多年能量密度依然很低,储能电站可以使用,不能用到汽车  麻省理工的科学家蒋业明博士发明了半固态锂液流电池,在材料上做了革新,让电解液浓度大幅度提升,这就让能量密度和功率密度达到了实用化的水平。

  不过,蒋博士的这个电池还在实验室阶段,到成熟的成品尚有时日,更不用说量产了  NanoFlowcellAG公司推出液流电池汽车,从其给出的技术指标看,似乎是做到了很高的能量密度,可以实用化,目前车辆已经开始测试。

但真假还有待验证  但是,液流电池是最近我们看到种种高级电池中比较靠谱的一个,只要把实验室技术转化成量产产品,就可以真正改变电动车行业让电动车跑的更远,价格更便宜(液流电池的原理决定它所使用的昂贵材料更少),充电更快(液流电池可以通过电网充电,也可以直接更换电解液完成快速充电,不过更换电解液同样需要产业链配套)  (四)看上去很美石墨烯电池  石墨烯有很大的比表面积,可以携带更多的锂离子,得到和失去锂离子的速度都很快,这种特性给锂电池增加容量,加快充放电速度提供了物理基础。

  但是在试验中,石墨烯做负极的锂电池循环寿命很差,充放电快,但是两次就失效了,显然是不能用的  于是,人们就开始研发各种各样的复合材料来做负极,试图找到一种材料,能把充放电速度快、长循环寿命、高能量密度,低成本结合起来。

  各个实验室搞得论文很多,但是能实用化的东西还没有,近期,西班牙世界报发新闻说西班牙一个大学搞出来一种石墨烯电池,在高充放电速度的同时,还有更长的循环寿命、更高的能量密度和比目前锂电池稍低的成本德国汽车企业将开始试验。

  如果报道属实的话,那么这种电池很有前途,也许将改变电动车的命运,如果加油时间和充电时间一样,那么充电站就可以替代加油站,电动车也就能真的替代燃油车  我们目前上市的电动车使用铅酸电池,锂电池,不是电动车企业蠢,不知道采用新技术,而是在目前能量产能供货的电池中,只有这两种是可用靠谱的,其他或者是技术不成熟,或者是产业链无法配套的、或者是成本太高无法商用。

  除了我们前面说的几种电池,还有飞轮电池、核电池、超级电容……往往都是实验室看起来很美,但是迟迟没有实用化的消息,所以以后看到这类意淫,你可以一笑了之,不必认真  存在即合理,一种电池真能做到实用,三五年就会被广泛使用了,而目前还不用,一定是有问题。

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