電動(dòng)車電池面臨的問題有哪些？里程焦慮是首因！
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-04-27 10:20
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以電動(dòng)車為例，電池面臨的三個(gè)問題
我們距離鋰電池正式大規(guī)模商用才不到30年，目前最流行的鋰電池屬于鋰離子電池。有統(tǒng)計(jì)顯示，鋰離子電池的性能和價(jià)格演進(jìn)速度正在放慢，這個(gè)趨勢很有可能會在未來影響電動(dòng)汽車的大規(guī)模生產(chǎn)。
現(xiàn)階段電池的技術(shù)瓶頸主要在能量密度、循環(huán)壽命和溫度特性三個(gè)方面。
換個(gè)角度，電動(dòng)車?yán)镫姵孛媾R的問題主要有三個(gè)，分別是：
里程焦慮
安全問題
成本問題。
首先，「里程焦慮」與鋰離子電池的能量密度有關(guān)。鋰這種金屬的理論極限能量密度是14000Wh/kg，由于鋰電池一般都會摻雜其他物質(zhì)，再加上正負(fù)極材料的影響，因此目前工業(yè)生產(chǎn)的鋰電池能量密度普遍在150-300Wh/Kg。
由于需要考慮電池材料在使用過程中的穩(wěn)定性，因此突破300Wh/Kg的電池制造技術(shù)只有少數(shù)廠商可以做到，比如特斯拉就在其中。
最近20年來商用電池的研發(fā)基本都沒有太大的突破，在化學(xué)電池這個(gè)領(lǐng)域里，如果人們找不到能夠替換「鋰」的新材料，基本上電池能量密度也沒有突破的指望。
也就是說，包括手機(jī)、無人機(jī)、電動(dòng)車在內(nèi)使用鋰電池為主的智能產(chǎn)品，在相當(dāng)長的一段時(shí)間內(nèi)，電池的單次續(xù)航依然會明顯受到限制，只能通過增加充電次數(shù)、加快充電效率等方式來解決。
其次是安全問題。
電池依然是一個(gè)易燃易爆的脆弱事物，坐飛機(jī)時(shí)電池不能托運(yùn)只能隨身攜帶就是其中一個(gè)表現(xiàn)。
汽油車起火時(shí)，人們往往還有逃生時(shí)間，但若換成是電動(dòng)車電池起火，基本是瞬間被火海淹沒，車內(nèi)人員生還的可能性比汽油車低得多。
另外，高溫狀態(tài)下，電池內(nèi)部的化學(xué)物質(zhì)容易分解，導(dǎo)致起火。電池發(fā)生碰撞也有可能短路起火。
第三個(gè)是鋰離子電池的成本問題。
為了讓鋰離子電池在使用時(shí)更加穩(wěn)定安全，電池內(nèi)部會添加各種化學(xué)物質(zhì)，可以做到改善電池的溫度特性、增加電池倍率等。這些物質(zhì)包括鈷、鎳和其他稀有金屬。
▲礦石開采難度與價(jià)格
這些稀有金屬在地球上的儲量很有限，開采的難度也比較高，隨著電動(dòng)汽車電池的需求量日益增長，稀有金屬原材料的價(jià)格也水漲船高。
電池研發(fā)是一件相當(dāng)耗費(fèi)時(shí)間的事情。比如研發(fā)人員電池的某個(gè)部分進(jìn)行改進(jìn)，那么就需要進(jìn)行大量的充放電實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證效果。
每一次充放電都是需要耗費(fèi)時(shí)間和資源的。為了讓電池研發(fā)人員可以更好地對電池剩余充放電次數(shù)進(jìn)行預(yù)測，斯坦福大學(xué)、麻省理工學(xué)院與豐田研究所共同創(chuàng)建了一種人工智能，可以用來預(yù)測電池的性能和壽命。
這個(gè)算法通過學(xué)習(xí)上億次電池充放電的數(shù)據(jù)，因此能夠在收集單個(gè)電池五次充放電周期的數(shù)據(jù)后，預(yù)測電池的剩余壽命，正確率為95%。這項(xiàng)人工智能技術(shù)預(yù)計(jì)能幫廠商在研發(fā)電池時(shí)提速。
▲要這樣換電池的手機(jī)慢慢變少了
鋰離子電池是近代最偉大的發(fā)明之一，它改變了很多電子產(chǎn)品獲取電能持續(xù)工作的模式，讓它們具有可移動(dòng)、可攜帶的特點(diǎn)，進(jìn)而影響了我們?nèi)粘Ｊ褂孟M(fèi)電子產(chǎn)品的方式。隨著電池技術(shù)的提升，手機(jī)上的電池已經(jīng)逐漸不用拆換，出門帶上一塊充電寶就變成一件理所當(dāng)然的事。
就目前而言，鋰離子電池雖有諸多不足，但它依然是消費(fèi)電子產(chǎn)品最好甚至是唯一的選擇。
在過去，有很多電子產(chǎn)品都是靠堿性干電池、紐扣電池供電續(xù)命，當(dāng)時(shí)的用戶可能沒有想象過，裝著高性能鋰離子電池的產(chǎn)品會是怎樣的。
我們距離鋰電池正式大規(guī)模商用才不到30年，目前最流行的鋰電池屬于鋰離子電池。有統(tǒng)計(jì)顯示，鋰離子電池的性能和價(jià)格演進(jìn)速度正在放慢，這個(gè)趨勢很有可能會在未來影響電動(dòng)汽車的大規(guī)模生產(chǎn)。
現(xiàn)階段電池的技術(shù)瓶頸主要在能量密度、循環(huán)壽命和溫度特性三個(gè)方面。
換個(gè)角度，電動(dòng)車?yán)镫姵孛媾R的問題主要有三個(gè)，分別是：
里程焦慮
安全問題
成本問題。
首先，「里程焦慮」與鋰離子電池的能量密度有關(guān)。鋰這種金屬的理論極限能量密度是14000Wh/kg，由于鋰電池一般都會摻雜其他物質(zhì)，再加上正負(fù)極材料的影響，因此目前工業(yè)生產(chǎn)的鋰電池能量密度普遍在150-300Wh/Kg。
由于需要考慮電池材料在使用過程中的穩(wěn)定性，因此突破300Wh/Kg的電池制造技術(shù)只有少數(shù)廠商可以做到，比如特斯拉就在其中。
最近20年來商用電池的研發(fā)基本都沒有太大的突破，在化學(xué)電池這個(gè)領(lǐng)域里，如果人們找不到能夠替換「鋰」的新材料，基本上電池能量密度也沒有突破的指望。
也就是說，包括手機(jī)、無人機(jī)、電動(dòng)車在內(nèi)使用鋰電池為主的智能產(chǎn)品，在相當(dāng)長的一段時(shí)間內(nèi)，電池的單次續(xù)航依然會明顯受到限制，只能通過增加充電次數(shù)、加快充電效率等方式來解決。
其次是安全問題。
電池依然是一個(gè)易燃易爆的脆弱事物，坐飛機(jī)時(shí)電池不能托運(yùn)只能隨身攜帶就是其中一個(gè)表現(xiàn)。
汽油車起火時(shí)，人們往往還有逃生時(shí)間，但若換成是電動(dòng)車電池起火，基本是瞬間被火海淹沒，車內(nèi)人員生還的可能性比汽油車低得多。
另外，高溫狀態(tài)下，電池內(nèi)部的化學(xué)物質(zhì)容易分解，導(dǎo)致起火。電池發(fā)生碰撞也有可能短路起火。
第三個(gè)是鋰離子電池的成本問題。
為了讓鋰離子電池在使用時(shí)更加穩(wěn)定安全，電池內(nèi)部會添加各種化學(xué)物質(zhì)，可以做到改善電池的溫度特性、增加電池倍率等。這些物質(zhì)包括鈷、鎳和其他稀有金屬。
▲礦石開采難度與價(jià)格
這些稀有金屬在地球上的儲量很有限，開采的難度也比較高，隨著電動(dòng)汽車電池的需求量日益增長，稀有金屬原材料的價(jià)格也水漲船高。
電池研發(fā)是一件相當(dāng)耗費(fèi)時(shí)間的事情。比如研發(fā)人員電池的某個(gè)部分進(jìn)行改進(jìn)，那么就需要進(jìn)行大量的充放電實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證效果。
每一次充放電都是需要耗費(fèi)時(shí)間和資源的。為了讓電池研發(fā)人員可以更好地對電池剩余充放電次數(shù)進(jìn)行預(yù)測，斯坦福大學(xué)、麻省理工學(xué)院與豐田研究所共同創(chuàng)建了一種人工智能，可以用來預(yù)測電池的性能和壽命。
這個(gè)算法通過學(xué)習(xí)上億次電池充放電的數(shù)據(jù)，因此能夠在收集單個(gè)電池五次充放電周期的數(shù)據(jù)后，預(yù)測電池的剩余壽命，正確率為95%。這項(xiàng)人工智能技術(shù)預(yù)計(jì)能幫廠商在研發(fā)電池時(shí)提速。
▲要這樣換電池的手機(jī)慢慢變少了
鋰離子電池是近代最偉大的發(fā)明之一，它改變了很多電子產(chǎn)品獲取電能持續(xù)工作的模式，讓它們具有可移動(dòng)、可攜帶的特點(diǎn)，進(jìn)而影響了我們?nèi)粘Ｊ褂孟M(fèi)電子產(chǎn)品的方式。隨著電池技術(shù)的提升，手機(jī)上的電池已經(jīng)逐漸不用拆換，出門帶上一塊充電寶就變成一件理所當(dāng)然的事。
就目前而言，鋰離子電池雖有諸多不足，但它依然是消費(fèi)電子產(chǎn)品最好甚至是唯一的選擇。
在過去，有很多電子產(chǎn)品都是靠堿性干電池、紐扣電池供電續(xù)命，當(dāng)時(shí)的用戶可能沒有想象過，裝著高性能鋰離子電池的產(chǎn)品會是怎樣的。
