鋰電池汽車面臨的挑戰(zhàn)有哪些?跟氫燃料電池汽車相比哪個(gè)更有優(yōu)勢(shì)?
改進(jìn)鋰離子電池引發(fā)了類似于“打地鼠”(whack-a-mole)的效應(yīng),提高了電池中的一種屬性(如能量密度),就可能會(huì)破壞另一種運(yùn)行特性(如循環(huán)壽命)。
但是24M研發(fā)的雙電解質(zhì)可能可以改變此類情況,該架構(gòu)可讓不同的電解質(zhì)分別置于電池陰陽(yáng)極兩側(cè),如此一來(lái),電池設(shè)計(jì)師就不必讓一種電解質(zhì)為兩側(cè)服務(wù),從而使得24M可以獨(dú)立地優(yōu)化兩種電解質(zhì)。
長(zhǎng)期來(lái)看,該技術(shù)可讓金屬鋰離子電池成為現(xiàn)實(shí),金屬鋰離子電池中的每一塊電池芯所含的能量都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)目前市場(chǎng)上的電池。但是,此類電池設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)是陽(yáng)極一側(cè)易形成枝晶,從而限制電池的使用壽命。如今,24M公司可以選擇一種陽(yáng)極電解液來(lái)減少枝晶的形成,同時(shí)選擇一種陰極電解液來(lái)處理更高的電壓。
據(jù)報(bào)道,固態(tài)電池等其他電池法距離實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化還需很多年的時(shí)間。但是,24M表示,能夠?qū)⑵潆p電解質(zhì)設(shè)計(jì)應(yīng)用于其專有的半固態(tài)電解質(zhì)生產(chǎn)線中。近幾個(gè)月以來(lái),該公司已經(jīng)打造了數(shù)十個(gè)電池單元,并跟蹤了電池性能的改善情況。盡管如此,仍還需要幾年的時(shí)間才能實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。
電動(dòng)汽車需要更高的能量密度才能驅(qū)動(dòng)更長(zhǎng)的續(xù)航里程。根據(jù)全球知名能源咨詢顧問(wèn)公司伍德麥肯茲(WoodMackenzie)的電池?cái)?shù)據(jù),如今的電池每千克可提供180至240瓦時(shí)的能量。而24M的高管表示,雙電解質(zhì)架構(gòu)的電池每千克可提供350瓦時(shí)的能量。而且相信,結(jié)構(gòu)還能改善,將電池能量提升至每千克450或500瓦時(shí),但是面臨的挑戰(zhàn)是如何確保該架構(gòu)在電池循環(huán)周期內(nèi)保持足夠的性能,以便發(fā)揮作用。
24M已經(jīng)與一位未披露名字的國(guó)際公司簽約,合作研發(fā)和制造專用分離器。如果該舉措成功,雙電解質(zhì)架構(gòu)可能會(huì)在其他需要能量密度的應(yīng)用中發(fā)揮作用,如個(gè)人電子產(chǎn)品和航空航天業(yè)。該項(xiàng)技術(shù)也不會(huì)局限于金屬鋰,此類化學(xué)物質(zhì)保證了最高的能量密度,但是設(shè)計(jì)師可以使用雙電解質(zhì)來(lái)定制電池的其他屬性,如充電速度。
汽車是原油最大的終端消費(fèi)領(lǐng)域,大力發(fā)展非油動(dòng)力汽車是當(dāng)務(wù)之急。但新能源汽車的發(fā)展注定不會(huì)沒(méi)有波折,正當(dāng)其時(shí)的鋰電池汽車,似乎正面臨挑戰(zhàn):
——2018年,包括中石化在內(nèi)的多家大型國(guó)有能源化工企業(yè),包括長(zhǎng)城汽車、上汽集團(tuán)在內(nèi)的多家大型車企,以及其它相關(guān)企業(yè),將關(guān)注的目光和資本投入到了氫燃料電池及燃料電池車的研發(fā)、加氫站的建設(shè)之上。加氫站數(shù)量從2017年底的14座增加到2018年底的28座。
——2018年,以氫燃料電池為主題的相關(guān)會(huì)議數(shù)量達(dá)到6個(gè)以上,而鋰電池相關(guān)的會(huì)議大約在4-5個(gè)。
——2019年3月26日,財(cái)政部、工業(yè)和信息化部、科技部和發(fā)展改革委四部委聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于進(jìn)一步完善新能源汽車推廣應(yīng)用財(cái)政補(bǔ)貼政策的通知》。重點(diǎn)內(nèi)容包括:國(guó)補(bǔ)力度大幅退坡,補(bǔ)貼基數(shù)綜合下降程度超50%;同時(shí),補(bǔ)貼入門標(biāo)準(zhǔn)提升到了續(xù)駛里程250公里、電池能量密度不低于125Wh/kg。并設(shè)置了三個(gè)月的過(guò)渡期,過(guò)渡期結(jié)束后,地方補(bǔ)貼將取消(新能源公交車和燃料電池汽車除外)。計(jì)劃到2020年底,新能源汽車補(bǔ)貼將全部退出。
——2019年4月9日,工信部發(fā)布了《新能源汽車推廣應(yīng)用推薦車型目錄(2019年第3批)》。3款燃料電池汽車首次登上了《新能源汽車推廣應(yīng)用推薦車型目錄》,包括中通客車燃料電池廂式運(yùn)輸車,上海申龍客車有限公司燃料電池城市客車,南通皋開(kāi)汽車制造有限公司的燃料電池廂式運(yùn)輸車。而在今年的第1批和第2批目錄中,沒(méi)有燃料電池汽車。
在鋰電池汽車補(bǔ)貼逐步退出之際,氫燃料電池汽車逐漸成為新寵,在2018年已形成一股不可忽視的浪潮。氫燃料電池技術(shù)到底發(fā)展如何?是否真能取代鋰離子電池?發(fā)展了多年的鋰離子電池汽車,會(huì)因?yàn)闅淙剂想姵氐陌l(fā)展而停步甚至倒退嗎??jī)煞N電池技術(shù),究竟哪家更強(qiáng)?本期熱點(diǎn),對(duì)兩種電池技術(shù)從以下幾個(gè)維度進(jìn)行了對(duì)比:
-商業(yè)化程度(及政策):由于國(guó)家對(duì)兩者均采取支持態(tài)度,而支持力度隨著商業(yè)化加深會(huì)逐漸減弱,因此商業(yè)化程度和政策支持力度存在關(guān)聯(lián),故將兩者放在一個(gè)維度。評(píng)判等級(jí):實(shí)驗(yàn)室階段、商業(yè)試用階段、商業(yè)化初期、商業(yè)化中期、完全商業(yè)化
-車用電池性能:評(píng)判等級(jí):不能滿足車用需求、基本滿足車用需求但有缺陷、滿足車用需求、完全滿足車用需求并帶來(lái)更多的便捷、超越當(dāng)前車用需求并為汽車帶來(lái)質(zhì)的飛躍-技術(shù)(及成本):因成本和技術(shù)存在緊密聯(lián)系,故將兩者放在一個(gè)維度。評(píng)判等級(jí):整體不成熟、關(guān)鍵零部件上不成熟、一些關(guān)鍵材料有依賴、基本成熟但有發(fā)展空間、完全成熟-環(huán)保(節(jié)能):評(píng)判等級(jí):嚴(yán)重污染、較大污染、有污染但可控、輕微污染、完全無(wú)污染-安全性:評(píng)判等級(jí):安全隱患大、有安全隱患、基本安全、較安全、完全無(wú)安全隱患
















