為什么電解液無法被取代?還得從鋰電池的工作原理說起
大容量存挑戰(zhàn)
客觀地看,鋰電池體積小、分量輕、壽命長(zhǎng)、成本低,又安全、又環(huán)保,較短的充電時(shí)間就能換來較長(zhǎng)的使用時(shí)間……已經(jīng)是人類目前找到的極為優(yōu)質(zhì)的電池。但是,科學(xué)家總是精益求精。劉潤(rùn)說,改良的關(guān)鍵,是尋找更優(yōu)質(zhì)的正極和負(fù)極材料,來提升電池的能量密度。
負(fù)極材料可能的替代品有鋰硅合金等,其能量密度比石墨高近十倍。找到更穩(wěn)定的正極材料則顯得更加重要?,F(xiàn)在人們主要用的是鈷酸鋰,這種材料很昂貴,而穩(wěn)定性和能量密度則不盡如人意??茖W(xué)家正在研究是否有可能用鐵基或錳基的氧化物來代替它。
在可預(yù)見的未來,我們有可能獲得更大容量的電池嗎?科學(xué)家還是圍繞鋰來下功夫。因?yàn)殇噮⑴c反應(yīng)的電子比例高,金屬鋰自身的能量密度大。鋰硫電池和鋰空氣電池都存在理論上的可能性,它們是電池,卻可以提供像汽油燃料一樣豐沛的能量。不過,實(shí)際的開發(fā)推廣仍然面對(duì)諸多挑戰(zhàn)。
看來,對(duì)電動(dòng)車感興趣的你,還是需要暫時(shí)接受跑上一陣子就要充電的現(xiàn)實(shí)。紐約的科學(xué)家最近有一項(xiàng)新發(fā)明,把太陽(yáng)能充電板做成窨井蓋的模樣,讓電動(dòng)車隨時(shí)可以停在路面上充電。對(duì)于特斯拉來說,這可是個(gè)好消息,不是嗎。
車載還是未知數(shù)
鋁空氣電池能否替代鋰離子電池呢?吉利汽車研究院曾經(jīng)做過相關(guān)的仿真建模實(shí)驗(yàn),從汽車動(dòng)力學(xué)角度研究鋁空氣電池作為電動(dòng)汽車車載能源的應(yīng)用,關(guān)注其本身可釋放的電量及功率。
“從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來看,鋁空氣電池更適合作為續(xù)航備用電池。”杜志強(qiáng)說,鋁空氣電池是一個(gè)能量源,相對(duì)于可存儲(chǔ)電能的蓄電池而言,同等重量的鋁空氣電池所能釋放的電能更多,其能量密度高,但其可釋放的功率卻極低,單獨(dú)使用不滿足車用需求,特別是剛起動(dòng)時(shí)。這就相當(dāng)于一輛燃油汽車,油箱很大,但發(fā)動(dòng)機(jī)很小,可以走很長(zhǎng)的路,但走得很慢。相比之下,鋰離子蓄電池的車速會(huì)更加穩(wěn)定。如采用同等功率(即車輛具備同樣車速)的鋁空氣電池,其重量大概會(huì)是鋰離子蓄電池的4至5倍。
也就是說,一輛電動(dòng)汽車的標(biāo)配能量應(yīng)該是,實(shí)際使用中取鋁空氣電池所長(zhǎng),獲得更長(zhǎng)的續(xù)駛里程,同時(shí)也要補(bǔ)鋁空氣電池所短,配一個(gè)功率型的電池,使車輛具備不錯(cuò)的動(dòng)力性能。












