電池你了解多少？電池短路引起的故障如何解決
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-04-13 12:04
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中國、日本以及美國的科學(xué)家都在努力尋找顯著提高電池電量儲存能力的方式，并使電動汽車的續(xù)航里程與加滿油差不多，而這就需要固態(tài)電池技術(shù)的幫助。這種技術(shù)需要對電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行大改造，使用固體材料而不是易燃液體來實(shí)現(xiàn)充電和放電目的。
如果能夠取得成功，固態(tài)電池技術(shù)可以幫助內(nèi)燃機(jī)汽車加速消亡，并有可能將電動汽車的充電時間從幾個小時減少到大約10分鐘。由特斯拉（Tesla）公司建造的超級充電樁網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)在提供較快的充電服務(wù)，但依然需要大約30分鐘時間才能使耗盡電量的汽車充電量達(dá)到80%。
福特（Ford）汽車公司駐底特律的儲能戰(zhàn)略和研究高級經(jīng)理泰德·米勒(TedMiller)表示：“如果沒有固態(tài)電池技術(shù)，我們找不到其他實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的方法。我現(xiàn)在無法預(yù)測到底誰會把它商業(yè)化。”福特公司研究了各種技術(shù)，旨在提供更強(qiáng)大的電動汽車電池。
目前，使用固態(tài)電池的最好原型車僅足以推動單人汽車駛過日本富士山附近的豐田（Toyota）汽車公司停車場。戴姆勒（DaimlerAG）公司和菲斯克（Fisker）公司等汽車制造商、中國鋰工業(yè)巨頭、法國道達(dá)爾石油（TotalSA）公司以及麻省理工學(xué)院和斯坦福大學(xué)的子公司，都在努力完成這項(xiàng)任務(wù)。
菲斯克最早可能在今年對其電池進(jìn)行汽車測試，而豐田和戴姆勒的測試時限則延長至2020年代。
這場賭注很大。電動汽車的采用預(yù)計(jì)將推動鋰離子電池的迅猛增長，鋰離子電池是內(nèi)燃機(jī)的主要替代品。來自BloombergNEF的最新報(bào)告發(fā)現(xiàn)，2017年電動巴士和乘用車所用鋰離子電池高達(dá)44千兆瓦時。預(yù)計(jì)到2030年，這一需求將飆升至每年1500千兆瓦時以上。
據(jù)瑞銀集團(tuán)(UBSGroupAG)的數(shù)據(jù)顯示，任何擁有能夠超越鋰離子技術(shù)的可行固態(tài)電池的人，都可能在2025年之前價值約840億美元的所有電動汽車電池市場占據(jù)上風(fēng)，而其目前的價值約為230億美元。
固態(tài)電池成功所需支持
鋰離子電池技術(shù)是手機(jī)和個人電子領(lǐng)域幾十年來使用的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，正在進(jìn)入電動汽車和電網(wǎng)儲能領(lǐng)域，它使用液體電解質(zhì)在陽極和陰極之間穿梭離子，為電池充電或放電。而固體電池，顧名思義，就是用陶瓷、玻璃或聚合物等固體材料代替液體。
這應(yīng)該會降低電池起火的風(fēng)險，并讓電池變得更薄、更小，以便可以放在汽車座椅下面。研究人員還希望將固體電解質(zhì)與鋰金屬陽極匹配，以提高能量密度，并使電動汽車進(jìn)行更長距離的旅行時能夠無需停下來充電。這可能有助于消除消費(fèi)者對中途電力耗盡的擔(dān)憂，從而刺激銷售。
要做到這些，需要解決一系列難題。原型車目前的電池續(xù)航里程對于汽車來說太短了，而且在充電或放電時，電池的導(dǎo)電性差，成本效益低，材料有時會急劇膨脹和收縮。
日本鋰離子電池技術(shù)與評估中心(LIBTEC)董事總經(jīng)理石黑浩(YasuoIShihero)說，而當(dāng)科學(xué)家解決其中一個問題時，往往又會加劇另一個問題。包括豐田、松下(Panasonic)以及日產(chǎn)(Nissan)在內(nèi)的25家公司組成的聯(lián)盟，得到了政府約9000萬美元的資金支持，以加快研發(fā)進(jìn)度。
菲斯克董事長兼首席執(zhí)行官亨里克·菲斯克(HenrikFisker)表示：“在所有的參與者中，似乎每個人都解決了五件最重要的事情中的一件或兩件或三件，但沒有人真正解決所有問題。”
中國青島新能源研究院將在兩年內(nèi)進(jìn)行固態(tài)電池汽車試驗(yàn)，并考慮到2025年將其商業(yè)化。中國最大的電池生產(chǎn)商——ContemporaryAmperex科技有限公司，將固態(tài)電池技術(shù)納入其先進(jìn)電池研究范疇。
韓國三星SDI公司，SK創(chuàng)新公司以及現(xiàn)代汽車公司表示，他們也在研究這項(xiàng)技術(shù)?？偛课挥谟募译娭圃焐檀魃邢薰?Dyson)也在研究這項(xiàng)技術(shù)，該公司當(dāng)前的目標(biāo)是電動汽車。
戴姆勒(Daimler)在德國斯圖加特的電池研究主管安德烈亞斯·赫恩納赫(AndreasHintennach)表示：“對于乘用車來說，我們應(yīng)該在本世紀(jì)20年代初看到原型。”上個月，包括梅賽德斯-奔馳(Mercedes-Benz)在內(nèi)的品牌背后的汽車制造商同意，到2030年，將訂購230億美元的當(dāng)代鋰離子電池。
大眾汽車公司(VolkswagenAG)計(jì)劃最早于2022年與合作伙伴Quantumscape公司開始試生產(chǎn)。這些時間表可能證明是樂觀的。
行業(yè)顧問、科羅拉多州博爾德能源研究顧問公司(BoulderEnergyResearchAdvisors)董事總經(jīng)理薩姆·賈菲(SamJaffe)表示：“實(shí)際上，這是個殘酷的戰(zhàn)場，每個人都在努力讓這些電池發(fā)揮作用，但目前還沒有人接近這個目標(biāo)。”
BNEF駐倫敦的分析師詹姆斯·弗里斯(JamesFrith)表示，要到本世紀(jì)20年代末，具備所有承諾優(yōu)勢的固態(tài)電池才能上市。即便到那時，它們的價格仍可能非常高昂。
特斯拉表示，該公司經(jīng)常與開發(fā)商交談，并審查電池原型，但還沒有看到任何比現(xiàn)有鋰離子電池組更好的電池技術(shù)。特斯拉ModelS充滿電后可以行駛539公里。特斯拉首席技術(shù)官斯特勞貝爾（JBStraubel）曾表示：“我們已經(jīng)盡了最大的努力，我們洗耳恭聽，我們很想找到它，但我們還沒有成功。”
