納米技術(shù)融入鋰電池電極材料體系了，你覺(jué)得純鋰離子電動(dòng)汽車是否值得發(fā)展？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-04-16 08:56
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將納米技術(shù)融入鋰電池電極材料體系，開(kāi)發(fā)應(yīng)用于電動(dòng)汽車的高能量密度鋰電池材料；耐磨蝕涂層技術(shù)獲得國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)；開(kāi)發(fā)環(huán)保永久型高分子阻燃劑……昨日記者從山東科技大學(xué)獲悉，山東科技大學(xué)高度重視新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換和產(chǎn)教融合，其中材料學(xué)科更是聚焦發(fā)力，取得了一系列技術(shù)成果。
山東科技大學(xué)材料學(xué)院研究耐磨蝕涂層的增材制造技術(shù)及設(shè)備，等離子表面冶金增材制造設(shè)備，并將相關(guān)技術(shù)應(yīng)用于挖泥船的鉸刀和輸送泵耐磨襯板、挖沙船耐磨蝕斗齒、輸油管道、抽油管等諸多產(chǎn)品，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。研發(fā)的耐磨蝕涂層技術(shù)獲得國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)，借助該技術(shù)，在青島西海岸新區(qū)建立了“產(chǎn)學(xué)研”基地。
課題組針對(duì)電動(dòng)汽車電池材料的需求，開(kāi)發(fā)高能量密度鋰電池材料，將納米技術(shù)融入鋰電池電極材料體系，與島城知名企業(yè)聯(lián)合成立研發(fā)中心，研發(fā)的相關(guān)技術(shù)已應(yīng)用于電動(dòng)汽車的磷酸鐵鋰正極材料。
此外，山科大材料學(xué)院針對(duì)阻燃材料在汽車隔音、發(fā)動(dòng)機(jī)艙、燃油供給系統(tǒng)、電器設(shè)備、蓄電池以及汽車內(nèi)飾等方面的巨大需求，開(kāi)發(fā)環(huán)保永久型高分子阻燃劑。研發(fā)的環(huán)保阻燃劑在纖維和軍用篷布上推廣應(yīng)用，并成立了產(chǎn)學(xué)研基地。
前一段時(shí)間，特斯拉電動(dòng)車取得了不小的成就。特斯拉電動(dòng)車已大舉進(jìn)入我國(guó)電動(dòng)車市場(chǎng)。這在中國(guó)電動(dòng)車界引發(fā)了一場(chǎng)爭(zhēng)論。為什么美國(guó)電動(dòng)車能在世界上迅速占領(lǐng)市場(chǎng)，而中國(guó)的電動(dòng)車卻未能見(jiàn)成效？一些專家發(fā)表評(píng)論說(shuō)，“在中國(guó)，特斯拉模式不可復(fù)制”。他們的理由是：特斯拉推出的是高檔智能化的電動(dòng)車，而中國(guó)需要的是價(jià)廉的、低檔的電動(dòng)車。
其實(shí)，問(wèn)題不在于特斯拉電動(dòng)車是高檔車還是低檔車，而在于技術(shù)路線的選擇。特斯拉選擇的是“智能”化的技術(shù)思維，這一新思維的應(yīng)用，帶來(lái)的成本效益和環(huán)境效益不能低估。
目前國(guó)產(chǎn)電動(dòng)汽車的電池主要為鋰離子電池、一元電池、二元電池等。相對(duì)于特斯拉的三元電池，其能量密度比較低，使用壽命也比較短，因而有價(jià)格高、續(xù)航里程不長(zhǎng)、安全性存疑等問(wèn)題。而特斯拉電動(dòng)車所使用的三元電池，在智能化的電池管理系統(tǒng)的強(qiáng)有力的控制下，的確做到了高安全、長(zhǎng)壽命、續(xù)航能力強(qiáng)、性價(jià)比較高。而且，電池能量密度也比較高，約是我國(guó)電動(dòng)車電池能量密度的兩倍，因此大幅度增加了一次充電所能得到續(xù)航的里程。這一新技術(shù)，不僅可用來(lái)推進(jìn)未來(lái)中國(guó)所需的高檔車，也能用于研發(fā)各式各樣的低檔車，甚至還能應(yīng)用于電動(dòng)自行車。
特斯拉電池的突出優(yōu)點(diǎn)是，安全度高，使用壽命長(zhǎng)，有可能其一次性售價(jià)較高，但使用壽命完全可能是10年、20年，因而其相對(duì)成本就比目前各類電動(dòng)自行車使用成本還要低，所以筆者很贊成在中國(guó)要推進(jìn)特斯拉的技術(shù)方向。
發(fā)展電動(dòng)汽車應(yīng)引進(jìn)新思維
不過(guò)，同樣重要的是，也要看到特斯拉的確有不完全適應(yīng)中國(guó)國(guó)情的重大缺點(diǎn)。
中國(guó)的國(guó)情是，大中城市居民居住面積一般比較擁擠，往往沒(méi)有固定的停車空間，這就為電動(dòng)車的充電帶來(lái)巨大困難，而特斯拉的一次充電往往長(zhǎng)達(dá)6～8小時(shí)。即使在城市規(guī)劃中，設(shè)立專用的充電站，但如果每輛電動(dòng)車，需占用40平方米的充電面積，而且長(zhǎng)達(dá)8小時(shí)，像北京、上海這樣寸土寸金的大城市，絕對(duì)找不出如此巨大的充電空間。
解決的方向之一是能否將特斯拉電池改為可置換的模塊式電池？那么就能用“換電”取代6～8小時(shí)的充電時(shí)間，同時(shí)也大幅度減少充電站占用的空間。如果做不到這一點(diǎn)，在大中城市就需要考慮“另類”思維。
解決方向之二是：中國(guó)是否還應(yīng)考慮同時(shí)發(fā)展一些能量密度高、安全性佳，也可以置換，而且價(jià)格同樣低廉，甚而更低廉的電池？如金屬燃料電池、鋅空電池、鋁空電池、鋰空電池等。這類空氣電池能量密度一般均較高，安全性也比較好，而且十分便于置換。但這類電池往往有功率密度過(guò)小，不能適應(yīng)車輛快速加速的需求。
這里提倡的一種新思維是，我們能否將各類性能不相同，各有優(yōu)缺點(diǎn)且不同類型的電池，組合在一起，互補(bǔ)短長(zhǎng)，從而探索出一條性價(jià)比高、安全性最好的道路?，F(xiàn)在在能源領(lǐng)域，一個(gè)新出現(xiàn)的思維是相互彌補(bǔ)缺失的綜合能源的研究，那么，中國(guó)的電動(dòng)車，是否也應(yīng)引進(jìn)這一新思維？
是否應(yīng)發(fā)展純電動(dòng)大型公共電動(dòng)車
發(fā)展電動(dòng)車，當(dāng)然是大勢(shì)所趨。但是，中國(guó)是否應(yīng)大量發(fā)展“純電動(dòng)”的大型公共電動(dòng)車，這就值得商榷。
發(fā)展大型“純電動(dòng)”公共電動(dòng)車的理由是：首先，中國(guó)交通應(yīng)實(shí)行公交優(yōu)先；其次，用“純電動(dòng)”取代燃油量甚大、高污染環(huán)境的公共汽車；最后，大型“純電動(dòng)”將易于在大型車輛上優(yōu)先實(shí)現(xiàn)。但問(wèn)題是，“定點(diǎn)、定線、定時(shí)”運(yùn)行的公共交通是否應(yīng)采取“純電動(dòng)”技術(shù)來(lái)發(fā)展公共交通？
從滿足節(jié)能減排的需要來(lái)講，人們完全可以用在技術(shù)上已是十分成熟、售價(jià)比燃油汽車還要價(jià)廉的無(wú)軌電車，來(lái)取代高耗能、高污染的燃油型的公共汽車。其唯一的缺點(diǎn)是，前面一輛電車出現(xiàn)了故障，后面跟隨運(yùn)行的車輛就此堵塞在當(dāng)?shù)?。但是在有了鋰離子電動(dòng)車技術(shù)以后，這一難題立刻可以解決。
解決的途徑是在無(wú)軌電車上，加上一小塊鋰離子蓄電池充電裝置，在出現(xiàn)壓車的情形時(shí)，將“小辮子”拉下來(lái)，用鋰離子蓄電池作為短時(shí)期的驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力。這一技術(shù)所用到的電池甚少，其售價(jià)也不會(huì)比無(wú)軌電車高出很多，而且在營(yíng)運(yùn)過(guò)程中就能充電。所以在技術(shù)上，這是在近期就完全可以實(shí)現(xiàn)的技術(shù)，而且價(jià)廉物美。為什么不在中國(guó)大規(guī)模推廣應(yīng)用？
其實(shí)，一切涉及“定時(shí)、定點(diǎn)、定線”運(yùn)行模式的交通方式包括遠(yuǎn)距離大型貨運(yùn)車輛，都有望采取類似的技術(shù)來(lái)解決，而且還能做到價(jià)廉物美。但奇怪的是，這一顯然有利于國(guó)計(jì)民生，又大幅度減少環(huán)境污染的技術(shù)，卻在中國(guó)遲遲得不到安排和落實(shí)。
筆者去過(guò)香港，香港的公共交通至今仍保留著有軌電車。而中國(guó)某些人卻為了改善城市形象，下令全部拆除了有軌電車，甚而還包括無(wú)軌電車。
山東科技大學(xué)材料學(xué)院研究耐磨蝕涂層的增材制造技術(shù)及設(shè)備，等離子表面冶金增材制造設(shè)備，并將相關(guān)技術(shù)應(yīng)用于挖泥船的鉸刀和輸送泵耐磨襯板、挖沙船耐磨蝕斗齒、輸油管道、抽油管等諸多產(chǎn)品，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。研發(fā)的耐磨蝕涂層技術(shù)獲得國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)，借助該技術(shù)，在青島西海岸新區(qū)建立了“產(chǎn)學(xué)研”基地。
課題組針對(duì)電動(dòng)汽車電池材料的需求，開(kāi)發(fā)高能量密度鋰電池材料，將納米技術(shù)融入鋰電池電極材料體系，與島城知名企業(yè)聯(lián)合成立研發(fā)中心，研發(fā)的相關(guān)技術(shù)已應(yīng)用于電動(dòng)汽車的磷酸鐵鋰正極材料。
此外，山科大材料學(xué)院針對(duì)阻燃材料在汽車隔音、發(fā)動(dòng)機(jī)艙、燃油供給系統(tǒng)、電器設(shè)備、蓄電池以及汽車內(nèi)飾等方面的巨大需求，開(kāi)發(fā)環(huán)保永久型高分子阻燃劑。研發(fā)的環(huán)保阻燃劑在纖維和軍用篷布上推廣應(yīng)用，并成立了產(chǎn)學(xué)研基地。
前一段時(shí)間，特斯拉電動(dòng)車取得了不小的成就。特斯拉電動(dòng)車已大舉進(jìn)入我國(guó)電動(dòng)車市場(chǎng)。這在中國(guó)電動(dòng)車界引發(fā)了一場(chǎng)爭(zhēng)論。為什么美國(guó)電動(dòng)車能在世界上迅速占領(lǐng)市場(chǎng)，而中國(guó)的電動(dòng)車卻未能見(jiàn)成效？一些專家發(fā)表評(píng)論說(shuō)，“在中國(guó)，特斯拉模式不可復(fù)制”。他們的理由是：特斯拉推出的是高檔智能化的電動(dòng)車，而中國(guó)需要的是價(jià)廉的、低檔的電動(dòng)車。
其實(shí)，問(wèn)題不在于特斯拉電動(dòng)車是高檔車還是低檔車，而在于技術(shù)路線的選擇。特斯拉選擇的是“智能”化的技術(shù)思維，這一新思維的應(yīng)用，帶來(lái)的成本效益和環(huán)境效益不能低估。
目前國(guó)產(chǎn)電動(dòng)汽車的電池主要為鋰離子電池、一元電池、二元電池等。相對(duì)于特斯拉的三元電池，其能量密度比較低，使用壽命也比較短，因而有價(jià)格高、續(xù)航里程不長(zhǎng)、安全性存疑等問(wèn)題。而特斯拉電動(dòng)車所使用的三元電池，在智能化的電池管理系統(tǒng)的強(qiáng)有力的控制下，的確做到了高安全、長(zhǎng)壽命、續(xù)航能力強(qiáng)、性價(jià)比較高。而且，電池能量密度也比較高，約是我國(guó)電動(dòng)車電池能量密度的兩倍，因此大幅度增加了一次充電所能得到續(xù)航的里程。這一新技術(shù)，不僅可用來(lái)推進(jìn)未來(lái)中國(guó)所需的高檔車，也能用于研發(fā)各式各樣的低檔車，甚至還能應(yīng)用于電動(dòng)自行車。
特斯拉電池的突出優(yōu)點(diǎn)是，安全度高，使用壽命長(zhǎng)，有可能其一次性售價(jià)較高，但使用壽命完全可能是10年、20年，因而其相對(duì)成本就比目前各類電動(dòng)自行車使用成本還要低，所以筆者很贊成在中國(guó)要推進(jìn)特斯拉的技術(shù)方向。
發(fā)展電動(dòng)汽車應(yīng)引進(jìn)新思維
不過(guò)，同樣重要的是，也要看到特斯拉的確有不完全適應(yīng)中國(guó)國(guó)情的重大缺點(diǎn)。
中國(guó)的國(guó)情是，大中城市居民居住面積一般比較擁擠，往往沒(méi)有固定的停車空間，這就為電動(dòng)車的充電帶來(lái)巨大困難，而特斯拉的一次充電往往長(zhǎng)達(dá)6～8小時(shí)。即使在城市規(guī)劃中，設(shè)立專用的充電站，但如果每輛電動(dòng)車，需占用40平方米的充電面積，而且長(zhǎng)達(dá)8小時(shí)，像北京、上海這樣寸土寸金的大城市，絕對(duì)找不出如此巨大的充電空間。
解決的方向之一是能否將特斯拉電池改為可置換的模塊式電池？那么就能用“換電”取代6～8小時(shí)的充電時(shí)間，同時(shí)也大幅度減少充電站占用的空間。如果做不到這一點(diǎn)，在大中城市就需要考慮“另類”思維。
解決方向之二是：中國(guó)是否還應(yīng)考慮同時(shí)發(fā)展一些能量密度高、安全性佳，也可以置換，而且價(jià)格同樣低廉，甚而更低廉的電池？如金屬燃料電池、鋅空電池、鋁空電池、鋰空電池等。這類空氣電池能量密度一般均較高，安全性也比較好，而且十分便于置換。但這類電池往往有功率密度過(guò)小，不能適應(yīng)車輛快速加速的需求。
這里提倡的一種新思維是，我們能否將各類性能不相同，各有優(yōu)缺點(diǎn)且不同類型的電池，組合在一起，互補(bǔ)短長(zhǎng)，從而探索出一條性價(jià)比高、安全性最好的道路?，F(xiàn)在在能源領(lǐng)域，一個(gè)新出現(xiàn)的思維是相互彌補(bǔ)缺失的綜合能源的研究，那么，中國(guó)的電動(dòng)車，是否也應(yīng)引進(jìn)這一新思維？
是否應(yīng)發(fā)展純電動(dòng)大型公共電動(dòng)車
發(fā)展電動(dòng)車，當(dāng)然是大勢(shì)所趨。但是，中國(guó)是否應(yīng)大量發(fā)展“純電動(dòng)”的大型公共電動(dòng)車，這就值得商榷。
發(fā)展大型“純電動(dòng)”公共電動(dòng)車的理由是：首先，中國(guó)交通應(yīng)實(shí)行公交優(yōu)先；其次，用“純電動(dòng)”取代燃油量甚大、高污染環(huán)境的公共汽車；最后，大型“純電動(dòng)”將易于在大型車輛上優(yōu)先實(shí)現(xiàn)。但問(wèn)題是，“定點(diǎn)、定線、定時(shí)”運(yùn)行的公共交通是否應(yīng)采取“純電動(dòng)”技術(shù)來(lái)發(fā)展公共交通？
從滿足節(jié)能減排的需要來(lái)講，人們完全可以用在技術(shù)上已是十分成熟、售價(jià)比燃油汽車還要價(jià)廉的無(wú)軌電車，來(lái)取代高耗能、高污染的燃油型的公共汽車。其唯一的缺點(diǎn)是，前面一輛電車出現(xiàn)了故障，后面跟隨運(yùn)行的車輛就此堵塞在當(dāng)?shù)?。但是在有了鋰離子電動(dòng)車技術(shù)以后，這一難題立刻可以解決。
解決的途徑是在無(wú)軌電車上，加上一小塊鋰離子蓄電池充電裝置，在出現(xiàn)壓車的情形時(shí)，將“小辮子”拉下來(lái)，用鋰離子蓄電池作為短時(shí)期的驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力。這一技術(shù)所用到的電池甚少，其售價(jià)也不會(huì)比無(wú)軌電車高出很多，而且在營(yíng)運(yùn)過(guò)程中就能充電。所以在技術(shù)上，這是在近期就完全可以實(shí)現(xiàn)的技術(shù)，而且價(jià)廉物美。為什么不在中國(guó)大規(guī)模推廣應(yīng)用？
其實(shí)，一切涉及“定時(shí)、定點(diǎn)、定線”運(yùn)行模式的交通方式包括遠(yuǎn)距離大型貨運(yùn)車輛，都有望采取類似的技術(shù)來(lái)解決，而且還能做到價(jià)廉物美。但奇怪的是，這一顯然有利于國(guó)計(jì)民生，又大幅度減少環(huán)境污染的技術(shù)，卻在中國(guó)遲遲得不到安排和落實(shí)。
筆者去過(guò)香港，香港的公共交通至今仍保留著有軌電車。而中國(guó)某些人卻為了改善城市形象，下令全部拆除了有軌電車，甚而還包括無(wú)軌電車。
