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鋰電池成電動汽車推廣最大掣肘 無重大技術變革或將停滯不前

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2023年09月27日  

據外媒報道,法國于2017年七月初宣布,該國將于2040年禁售燃油車,而印度和挪威分別于2030年、2025年禁售燃油車,只賣電動汽車。燃油車在全球的前途堪憂,電動汽車是否能順利取代呢?


各大車企紛紛在電動汽車領域展開角逐,力圖滿足市場及用戶的需求。沃爾沃承諾,自2019年起,旗下所有新車型都將配備一款電機。


如今的電機采用有現代化的設計理念,其結構緊湊,能效極高,可實現零排放,但若要為車輛供應動力,車企不得不為電機搭配一款電池,而這恰恰是當前電動汽車推廣應用受限的癥結所在。


鋰電池對電動汽車推廣的制約


如今,大多數電動汽車都采用了鋰離子蓄電池組,鋰電池在智能手機、平板電腦及筆記本電腦等設備中也有廣泛的應用。據全球知名咨詢公司麥肯錫的研究表明,從2010年起至今,電動汽車車載鋰離子蓄電池組的價格下跌了近80%,但其售價依然昂貴。


通用旗下雪佛蘭Bolt搭載的蓄電池組的售價超過1.57萬美元(約合12,150英鎊),其售價占到了整車售價的四成以上。據麥肯錫透露,欲使電動汽車的售價跌至汽油車的價位,或許還要耗費10年甚至更久。


盡管電機的能效要高于內燃機,但電池的儲能只占到汽油、柴油等化石燃料(fossilfuel)的一小部分。如今有的電動汽車續航里程數甚至只有100英里左右。


最后,即使最終鋰電池的售價下跌,但其仍存在安全問題。該類電池要進行冷卻,防止出現電池過熱的情況,更何況其所含液態電解質具有易燃性。若電池受損,極易將其引燃。


車企的應對之道


美國能源部的材料科學家兼Battery500聯盟的董事JunLiu表示:談到電動汽車,就不得不考慮其成本、能量密度及安全性,這三點相當至關重要。該聯盟投入了5000萬美元,力圖提升鋰電池的性能,并得到TSLA及IBM兩大公司的支持。


Battery500中的500意為:將鋰電池的能量密度翻番,因為鋰離子蓄電池的能量密度值一般在250瓦時/千克。Liu表示,這意味著在短時間內要優化當前的鋰電池技術,并建造規模宏大的生產設施,如:TSLA在內華達州建造的超級廠(Gigafactory)。


Liu表示:若能提升制造規模,或將大幅降低鋰電池的生產成本。TSLA想要獨自在全球建立三家超級廠,每家廠都擁有超強的產量,相當于2013年鋰電池的全球總產量。


此外,還要替換當前正在采用的石墨陽極(graphiteanode),改用硅質電極。硅的儲電量要高于石墨,但充放電時,該材質容易出現膨脹和收縮,并和電解質發生反應,直至將電解質耗盡。由于上述問題的存在,相較于石墨電池,將尚處于試驗階段的含硅質陽極的鋰電池更快被淘汰。


要解決這類問題,或許要耗費五年時間,但應該能將鋰電池的能量密度提升至350瓦時/千克。然而,他承認若想要實現鋰電池能量密度翻番,最少還要等上十年。


用戶對電動汽車的需求和擔憂


但麻省理工學院(MIT)從事能源研究的教授JessikaTrancik表示,縱然存在上述種種難題,但仍無法阻止人們對電動汽車的購買和使用需求。


據她的研究表明,諸如日產Leaf或福特福克斯(FordFocus)等價格較為便宜的電動汽車,不僅能滿足人們的日常駕駛需求,還能將溫室氣體排放量降低三成或更多。


她表示:真正的挑戰在于幫助人們克服對電動汽車續航里程數的擔憂。當用戶購買新車后,他們想要了解車輛的續航里程數。若進行長途行駛,其車輛能否駛達目的地。相較于等待新電池的研發成功,若增設電動汽車充電基礎設施,亦或是采用車輛共享等新業務模式,上述兩種方式或許能更快地解決電動汽車的推廣問題。


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