電動(dòng)車電池的真相

電動(dòng)車的核心技術(shù)是電池、電機(jī)、電控，然后就是傳統(tǒng)汽車上的底盤技術(shù)之類的東西。其中電機(jī)技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)比較成熟，電控隨著摩爾定律也在不斷進(jìn)步，汽車底盤技術(shù)發(fā)展了這么多年，更不是瓶頸。

電動(dòng)車的核心問(wèn)題就在電池上面。對(duì)于電動(dòng)車來(lái)說(shuō)，理想的電池應(yīng)該有以下幾個(gè)特性：

一、有足夠能能量密度，單位體積單位重量要有足夠的容量，這樣才能跑更遠(yuǎn)的路程。

二、有足夠的功率密度，單位體積單位重量能產(chǎn)生足夠大功率，這樣車才能加速快，才能爬坡。

三、能量補(bǔ)充速度要快，充電或者換電都要快，要不然就只能限定在城市通勤，白天跑路晚上充電的模式。

四、平均使用成本要便宜，壽命和價(jià)格綜合起來(lái)要有競(jìng)爭(zhēng)力。

現(xiàn)在已經(jīng)上市的電動(dòng)車，主要有兩種電池，一種高速電動(dòng)車的鋰離子電池，包括磷酸鐵鋰、錳酸鋰、三元鋰電池等等。還有一種是低速電動(dòng)車的鉛酸電池。

就電動(dòng)車的要求要看，鋰電池功率密度和能量密度都不錯(cuò)，但是充電沒(méi)法快，價(jià)格也高昂。沒(méi)有補(bǔ)貼支持的話，只能用于特斯拉這種高定位的車型。其他流言中很牛的這個(gè)電池，那個(gè)電池，很遺憾，還沒(méi)有能夠量產(chǎn)上路，有幾種有實(shí)驗(yàn)性的公交線路在用。真正通過(guò)了實(shí)踐檢驗(yàn)，現(xiàn)實(shí)中可以大規(guī)模使用的就這兩種。流言中高級(jí)電池或者根本就不靠譜，或者還在實(shí)驗(yàn)室階段。

傳說(shuō)中的高級(jí)電池

(一)氫燃料電池

我們先來(lái)日本搞得氫燃料電池，燃料電池我們可以理解成一種加燃料產(chǎn)生電能，一般不充電的電池。也就是說(shuō)，氫燃料電池的充電方式其實(shí)就是加注氫，和我們傳統(tǒng)汽車加油是一樣的。

這個(gè)過(guò)程看上去很簡(jiǎn)單，但是問(wèn)題出在氫的制造、運(yùn)輸、儲(chǔ)存上。氣態(tài)氫氣需要高壓氣罐儲(chǔ)存，液態(tài)氫氣需要大量電能維持在很低的溫度。使用遠(yuǎn)比燃油麻煩。

雖然氫氣制造并不是很困難，但是把制造好的氫氣運(yùn)輸?shù)郊託湔?，就需要鋪設(shè)專門的管道。而加氫站給氫燃料電池電動(dòng)車加氫，也需要專門的設(shè)備。(氫有氫脆，對(duì)傳輸、儲(chǔ)存的材料要求很高，氫氣很容易泄露爆炸燃燒，對(duì)設(shè)備的安全性要求也很高)，所以，除非有政府不計(jì)成本的補(bǔ)貼建設(shè)全套基礎(chǔ)設(shè)施，否則氫燃料電池電動(dòng)車就是個(gè)花瓶。日本搞這個(gè)因?yàn)槿毡驹谡麄€(gè)氫燃料產(chǎn)業(yè)鏈上全部占有制高點(diǎn)，其他國(guó)家不會(huì)那么傻，自己投入巨資重建一套系統(tǒng)，還讓日本人掌控命脈，所以氫燃料電池難以推廣。

(二)鋁空氣電池

鋁空氣電池雖然是金屬電池，其實(shí)也應(yīng)該算作燃料電池。通常鋁空氣電池也是不充電的，只需要更換鋁材料即可。

其實(shí)鋁空氣電池的原理類似的助聽(tīng)器里面常見(jiàn)的鋅空氣電池。

這種金屬燃料電池的優(yōu)點(diǎn)是能量密度比大，缺點(diǎn)是功率密度比低。用在低功率的助聽(tīng)器上沒(méi)有問(wèn)題，用在汽車上功率會(huì)不太夠，往往要配合功率高的鋰電池使用。

鋅空氣電池相比來(lái)說(shuō)比較成熟，已經(jīng)有量產(chǎn)產(chǎn)品，在汽車上也有試用。

而且，金屬燃料電池因?yàn)椴怀潆?，同樣面臨著產(chǎn)業(yè)鏈的問(wèn)題。無(wú)論是鋅空氣電池還是鋁空氣電池，都是下面這種循環(huán)。

1、金屬制造廠電解金屬氧化物制造金屬；

2、金屬運(yùn)輸?shù)綋Q電站

3、換電站用金屬更換掉用戶電動(dòng)車內(nèi)的金屬氧化物(金屬電池放電完畢生成氧化物)

4、廠方回收氧化物重新電解成金屬。

在這個(gè)流程中，需要建立一條從制造到運(yùn)輸，到更換，到回收的產(chǎn)業(yè)鏈。同樣涉及到基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。建立遍布全國(guó)的換電站幾乎是不可能完成的任務(wù)。

所以，即使鋁空氣電池成功，也只能用于城市公交、出租一類可以固定位置換電(出租車在出租公司，公交車在公交公司)的場(chǎng)所。全面普及和氫燃料電池同樣困難。

(三)液流電池

液流電池是普通的化學(xué)電池，它的特點(diǎn)是把正極和負(fù)極電解液?jiǎn)为?dú)存放，解決了普通化學(xué)電池活性物質(zhì)利用率的問(wèn)題。理論上可以有更高的能量密度，而且充放電次數(shù)也更多，有非常理想的性能。

麻省理工的科學(xué)家蔣業(yè)明博士發(fā)明了半固態(tài)鋰液流電池，在材料上做了革新，讓電解液濃度大幅度提升，這就讓能量密度和功率密度達(dá)到了實(shí)用化的水平。

不過(guò)，蔣博士的這個(gè)電池還在實(shí)驗(yàn)室階段，到成熟的成品尚有時(shí)日，更不用說(shuō)量產(chǎn)了。

但是，液流電池只要把實(shí)驗(yàn)室技術(shù)轉(zhuǎn)化成量產(chǎn)產(chǎn)品，就可以真正改變電動(dòng)車行業(yè)。讓電動(dòng)車跑的更遠(yuǎn)，價(jià)格更便宜(液流電池的原理決定它所使用的昂貴材料更少)，充電更快(液流電池可以通過(guò)電網(wǎng)充電，也可以直接更換電解液完成快速充電，不過(guò)更換電解液同樣需要產(chǎn)業(yè)鏈配套)

(四)石墨烯電池

石墨烯有很大的比表面積，可以攜帶更多的鋰離子，得到和失去鋰離子的速度都很快，這種特性給鋰電池增加容量，加快充放電速度提供了物理基礎(chǔ)。

但是在試驗(yàn)中，石墨烯做負(fù)極的鋰電池循環(huán)壽命很差，充放電快，但是兩次就失效了，顯然是不能用的。

于是，人們就開(kāi)始研發(fā)各種各樣的復(fù)合材料來(lái)做負(fù)極，試圖找到一種材料，能把充放電速度快、長(zhǎng)循環(huán)壽命、高能量密度，低成本結(jié)合起來(lái)。

（五）水氫機(jī)

水氫機(jī)是廣東合即得能源科技有限公司多年來(lái)針對(duì)燃料電池氫能氫源的瓶頸難題，及傳統(tǒng)鋰電池能效比低和充電難、污染轉(zhuǎn)移等問(wèn)題而研發(fā)的一款新型發(fā)電裝置，采用催化重整及純化多項(xiàng)技術(shù)從醇水中獲得高純氫，通過(guò)質(zhì)子膜系統(tǒng)產(chǎn)生電、熱等多種能源。

水氫機(jī)中有三個(gè)系統(tǒng)，即制氫系統(tǒng)、發(fā)電系統(tǒng)和控制集成系統(tǒng)。制氫系統(tǒng)以甲醇水溶液（甲醇與水的摩爾比為1:1）為原料，通過(guò)汽化——催化重整——純化轉(zhuǎn)化成超高純氫氣，為發(fā)電系統(tǒng)（質(zhì)子膜系統(tǒng)）供氫，氫氣純度高達(dá)99.9999%；發(fā)電系統(tǒng)以制氫系統(tǒng)產(chǎn)生的氫氣為原料，通過(guò)質(zhì)子膜系統(tǒng)產(chǎn)生電能；控制集成系統(tǒng)由氫、氧、水、熱、電、信號(hào)等進(jìn)行交互結(jié)合而成，包括制氫系統(tǒng)與發(fā)電系統(tǒng)之間的調(diào)氣子系統(tǒng)、控制氧氣的泵系統(tǒng)、換熱系統(tǒng)、熱回收利用系統(tǒng)、生成水回收系統(tǒng)、發(fā)出電的導(dǎo)流輸出控制系統(tǒng)、各部件信號(hào)傳輸系統(tǒng)及整體軟件協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)等。

水氫機(jī)是一種無(wú)污染、長(zhǎng)效、穩(wěn)定可靠的動(dòng)力電源，是一款對(duì)環(huán)境十分友好的發(fā)電機(jī)。水氫機(jī)可根據(jù)不同實(shí)用環(huán)境和要求而變動(dòng)，具有很大的適應(yīng)性，既能用于陸地也能用于深海，既可做動(dòng)力電源，又能作長(zhǎng)壽命高比能的信號(hào)電源，是一款十分強(qiáng)大的電源，有很廣闊的應(yīng)用前景。