隨著新能源汽車(chē)掀起全球銷(xiāo)售熱潮。人們對(duì)于新能源技術(shù)的關(guān)注度也自然水漲船高。只是對(duì)與現(xiàn)在的所謂新能源汽車(chē)。很多技術(shù)專(zhuān)家并不認(rèn)可，因?yàn)楝F(xiàn)在所謂的新能源汽車(chē)，本質(zhì)上來(lái)說(shuō)還只是普通的電動(dòng)汽車(chē)，使用的還是傳統(tǒng)的鋰電池技術(shù)，并沒(méi)有使用到真正的新能源技術(shù)。這樣就避免不了受到很多傳統(tǒng)電池技術(shù)的限制，比如充電時(shí)間，續(xù)航里程等等。而為了解決這些問(wèn)題，只能使用新的能源技術(shù)。如石墨烯技術(shù)，碳納米管超級(jí)電容，還有氫燃料電池，那么哪種技術(shù)最有可能成為未來(lái)新能源汽車(chē)真正的驅(qū)動(dòng)力？

 

 

首先來(lái)看一下現(xiàn)有的新能源車(chē)使用的動(dòng)力電池，現(xiàn)在基本上已經(jīng)都是使用的三元鋰電池技術(shù)來(lái)生產(chǎn)制造的，雖然其能量密度已經(jīng)能達(dá)到300wh/Kg，但這幾乎已經(jīng)達(dá)到目前技術(shù)水平的極限。即使通過(guò)改進(jìn)電解液，電極材料等方法，鋰電池的能量密度最多也再提高20%就到達(dá)極限了，而且即使這樣的進(jìn)步也是很難達(dá)到的。所以目前的電動(dòng)新能源汽車(chē)的續(xù)航里程基本也只能在300公里上下。而且未來(lái)幾年內(nèi)都難有突破。再加上充電時(shí)間動(dòng)輒幾個(gè)小時(shí)。其實(shí)現(xiàn)在的電動(dòng)新能源車(chē)從技術(shù)上來(lái)看還是很不成熟的，并不太具備徹底取代傳統(tǒng)燃油車(chē)的可能性。要知道汽油的能量密度是12000w/kg，足足是現(xiàn)有鋰電池的40倍，而且加滿(mǎn)一箱油只需要幾分鐘。

 

 

而現(xiàn)在炒作的沸沸揚(yáng)揚(yáng)的石墨烯電池，其實(shí)普遍有個(gè)誤解，那就是在電池上使用石墨烯并不能大幅提高電池的容量，也就是能量密度。唯一的大幅改善的只有充放電時(shí)間。因?yàn)樗^的石墨烯電池，只是把其用作電池的陽(yáng)極材料，利用石墨烯的超強(qiáng)導(dǎo)電性能，達(dá)到快速的充放電效果。但是這并不能增加電池容量。因此將石墨烯電池用于電動(dòng)汽車(chē)。唯一的進(jìn)步就是每次充電時(shí)間能縮短到十分鐘以?xún)?nèi)，基本可以和傳統(tǒng)燃油添加時(shí)間差不多。但是續(xù)航里程還是沒(méi)有大的改變，基本維持的300公里左右。這樣的話，跑長(zhǎng)途還是需要頻繁充電。因此石墨烯電池并不能完全解決現(xiàn)有問(wèn)題。

 

而碳納米管超級(jí)電容，也有同樣的問(wèn)題。雖然超級(jí)電容有無(wú)數(shù)的優(yōu)點(diǎn)，比如充放電更加快速，充滿(mǎn)電設(shè)置只需一分鐘。壽命超長(zhǎng)，可充放電幾十萬(wàn)次，而且損耗極低。即使在寒冷低溫的環(huán)境下，也不會(huì)影響電容的性能。等等，但目前超級(jí)電容的能量密度還達(dá)不到鋰電池的水平。現(xiàn)在科學(xué)專(zhuān)家正在研究的方向就主要集中在碳納米管超級(jí)電容技術(shù)上。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，一個(gè)乒乓球，展開(kāi)的面積只有一個(gè)乒乓球的面積，而如果這個(gè)乒乓球用碳納米管做成，那么徹底展開(kāi)的面積有一個(gè)足球場(chǎng)大。因此用碳納米管來(lái)制作超級(jí)電容，可以極大的增加電離子吸附能力，也就是提高電容的能量密度。但目前超級(jí)電容的成本還是非常高。而且也有很多需要攻克的技術(shù)難題。

 

而氫燃料電池，雖然不是新能源的熱門(mén)技術(shù)，但是已經(jīng)有國(guó)外公司成功的應(yīng)用開(kāi)發(fā)除了真正的以氫燃料電池為動(dòng)力的新能源汽車(chē)。相比電池或者電容技術(shù)。使用氫燃料電池，才算是真正的擺脫了舊的能源系統(tǒng)，畢竟不管是電池還是電容，都需要充電，而電的來(lái)源目前全球還主要是依靠化石燃料來(lái)發(fā)電的，因此用電驅(qū)動(dòng)也還談不上是新能源。而氫燃料電池一方面續(xù)航里程完全可以對(duì)標(biāo)傳統(tǒng)的燃油車(chē)輛，填充氫氣可以采用直接更換氫燃料存儲(chǔ)容器的方法也很方便快捷。目前來(lái)說(shuō)唯一的問(wèn)題，就是氫氣的大規(guī)模商業(yè)化制備還有很多難題需要攻克，因此現(xiàn)在使用氫燃料的成本較高。

 

根據(jù)這些替代技術(shù)的應(yīng)用前景，氫燃料電池應(yīng)該是最可能替代傳統(tǒng)燃油成為下一代新能源車(chē)的動(dòng)力來(lái)源。而石墨烯電池，考慮到電池容量密度的問(wèn)題，手機(jī)上才是它的最佳應(yīng)用場(chǎng)景。而超級(jí)電容在沒(méi)有大的技術(shù)突破前，可能還需要應(yīng)對(duì)電池的競(jìng)爭(zhēng)。每一次電池性能的顯著提升，本質(zhì)上都是電池材料體系的重大變革。因?yàn)槊恳活?lèi)電池材料體系都有其能量密度的上限。

 

從第一代的鎳氫電池和錳酸鋰電池，第二代的磷酸鐵鋰電池，到目前廣為采用并預(yù)計(jì)持續(xù)到2020年左右的第三代三元電池，能量密度和成本分別呈現(xiàn)出階梯式上升和下降的明顯趨勢(shì)。因此，下一代動(dòng)力電池選用何種電池體系，對(duì)于實(shí)現(xiàn)2025年左右的電池目標(biāo)至關(guān)重要。

 

目前的磷酸鐵鋰電池，單體能量密度大致在120-140Wh/kg，規(guī)模化的三元電池單體能量密度可以達(dá)到130-220Wh/kg，實(shí)驗(yàn)室里的三元電池則可以達(dá)到300Wh/kg。

 

但受制于現(xiàn)有體系架構(gòu)和關(guān)鍵正極材料影響，現(xiàn)有體系的鋰離子電池能量密度基本上很難突破300Wh/kg，很難滿(mǎn)足未來(lái)動(dòng)力電池的需求。想要達(dá)到2025年單體電池能量密度400Wh/kg、2030年500Wh/kg的水平，新興電池技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化迫在眉睫，那意味著電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)航里程相比現(xiàn)在將翻一番。