電動(dòng)汽車(chē)又出大新聞了。特斯拉出了平價(jià)新車(chē)，續(xù)航里程也增加了。
起售價(jià)3.5萬(wàn)美元，一次充電可行駛344公里。這樣的電動(dòng)汽車(chē)是普通消費(fèi)者比較能夠接受的。
發(fā)展前景廣闊的電動(dòng)汽車(chē)遲遲未能進(jìn)入尋常百姓家，最大的制約，一方面是價(jià)格高高在上，一方面是電池續(xù)航能力不濟(jì)。
目前，人們都希望“終極電池”能夠解決電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)航能力不濟(jì)的問(wèn)題，從而促使電動(dòng)汽車(chē)大幅降價(jià)。然而傳說(shuō)中的“終極電池”還要多長(zhǎng)時(shí)間才能面世?未來(lái)電動(dòng)汽車(chē)到底能跑多遠(yuǎn)?
充得慢、跑不遠(yuǎn)——制約電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的魔咒
電動(dòng)汽車(chē)慢充一次6到8個(gè)小時(shí)，還不一定能找到合適電源?？斐湟淮?，一個(gè)半小時(shí)，卻只能充滿(mǎn)80%。
充得慢、跑不遠(yuǎn)，幾乎成為制約電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的魔咒。
“我有電池焦慮癥。”家住北京石景山的王強(qiáng)調(diào)侃道，“電動(dòng)車(chē)出門(mén)沒(méi)多久，我就得算計(jì)著還能不能開(kāi)回家，附近有沒(méi)有充電樁?！?br/>
他新買(mǎi)的電動(dòng)車(chē)，充電樁上快充一個(gè)半小時(shí)后，續(xù)航里程可達(dá)160公里，與傳統(tǒng)汽油車(chē)相比還有差距。即使快充，有時(shí)也要在充電樁旁排隊(duì)等很長(zhǎng)時(shí)間。
買(mǎi)了電動(dòng)汽車(chē)，電池焦慮癥怎么解決?
人們首先想到的是增加充電設(shè)施。去年10月，國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局、工信部和住建部聯(lián)合印發(fā)《電動(dòng)汽車(chē)充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展指南(2015—2020)》，明確提出新增集中式充換電站超過(guò)1.2萬(wàn)座，分散式充電樁超過(guò)480萬(wàn)個(gè)，以滿(mǎn)足全國(guó)500萬(wàn)輛電動(dòng)汽車(chē)充電需求。
增加充電設(shè)施并不能解決電動(dòng)汽車(chē)充電時(shí)間長(zhǎng)的問(wèn)題。電動(dòng)汽車(chē)性能的改進(jìn)，最終要依靠電池技術(shù)革命。只有電池續(xù)航能力增加了，電動(dòng)汽車(chē)才能顯示出汽油車(chē)無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)來(lái)。
“電動(dòng)汽車(chē)要跑得遠(yuǎn)就需要電池有高能量密度，要充電快則需要高功率密度。”中國(guó)科學(xué)院“長(zhǎng)續(xù)航動(dòng)力鋰電池”項(xiàng)目首席科學(xué)家李泓說(shuō)，提高電池的能量密度對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)來(lái)說(shuō)具有重大意義。
他舉國(guó)內(nèi)一家企業(yè)的電動(dòng)汽車(chē)所用鋰電池為例說(shuō)：“現(xiàn)在(鋰電池)能量密度約180瓦時(shí)每公斤，續(xù)航里程約200公里。未來(lái)幾年內(nèi)，產(chǎn)業(yè)界目標(biāo)是提高到300至400瓦時(shí)每公斤，加上相應(yīng)改進(jìn)措施，(電池)續(xù)航里程就可達(dá)到470和628公里，可以和汽油車(chē)相比擬了?！?br/>
北汽福田乘用車(chē)設(shè)計(jì)院副院長(zhǎng)陳小江預(yù)計(jì)，2018年左右，全球主要電動(dòng)汽車(chē)廠商都會(huì)陸續(xù)推出400至500公里續(xù)航能力的電動(dòng)車(chē)。屆時(shí)，電池性能指標(biāo)會(huì)大幅提升，電動(dòng)汽車(chē)價(jià)格將大幅下降。
德國(guó)奧迪汽車(chē)公司去年也宣布計(jì)劃于2018年量產(chǎn)它的第一臺(tái)純電動(dòng)汽車(chē)，續(xù)航里程可達(dá)500公里。
2018年，或許值得期待。
跑得遠(yuǎn)、充得快——哪種電池技術(shù)能夠脫穎而出
據(jù)專(zhuān)家介紹，未來(lái)電池技術(shù)發(fā)展大抵經(jīng)歷三個(gè)階段，首先是第三代鋰離子電池，之后是固態(tài)鋰電池，終極目標(biāo)可能是固態(tài)鋰空氣電池。
在各類(lèi)動(dòng)力電池里，鋰電池始終是動(dòng)力電池中的主角，按材料的不同可以分為磷酸鐵鋰、三元鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰等多種類(lèi)型。對(duì)這些材料的不斷改進(jìn)，可以不斷提升電池性能。陳小江說(shuō)，與磷酸鐵鋰電池相比，三元鋰電池的性能具有較大提升空間。
目前比較引人關(guān)注的是鋰空氣電池，各國(guó)也在競(jìng)相研究。鋰空氣電池被稱(chēng)為“終極電池”，它以鋰金屬為負(fù)極，導(dǎo)電碳材料為正極，放電時(shí)從負(fù)極出發(fā)的鋰離子與空氣中的氧氣反應(yīng)。從理論上計(jì)算，這種電池的能量密度是所有鋰電池之最。
去年10月底，英國(guó)劍橋大學(xué)的劉韜等科學(xué)家在《科學(xué)》雜志上報(bào)告說(shuō)，開(kāi)發(fā)出的鋰空氣電池模型的能量密度達(dá)約3000瓦時(shí)每公斤，是現(xiàn)有高性能鋰電池的10倍多。這項(xiàng)成果也入選中國(guó)科學(xué)院、中國(guó)工程院兩院院士評(píng)選出的“2015年世界十大科技進(jìn)展”。
陳小江說(shuō)，鋰空氣電池技術(shù)一旦成熟，有可能改變?nèi)藗儗?duì)充電的概念。當(dāng)電池電量不足時(shí)，人們只需要更換電極材料，不再需要充電，更不需要長(zhǎng)時(shí)間等待。
這種技術(shù)到底離我們還有多遠(yuǎn)?美國(guó)阿爾貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室科學(xué)家陸俊說(shuō)：“鋰空氣電池基礎(chǔ)研究進(jìn)展很快，但鋰空氣電池還沒(méi)有到商業(yè)化的階段。我估計(jì)，它的商業(yè)化需要5到10年時(shí)間。”
也有企業(yè)在動(dòng)力電池領(lǐng)域另辟蹊徑。日本豐田汽車(chē)(98.74, -2.64, -2.60%)公司研制出的新型汽車(chē)MIRAI在測(cè)試中跑得遠(yuǎn)、充得快，它配備了新型燃料電池。這種電池以氫為燃料，加滿(mǎn)一罐氫只需3分鐘，續(xù)航里程可達(dá) 650公里。由于氫的制備和加氫站建設(shè)難度大、成本高等問(wèn)題，這一技術(shù)尚未普及。
“將來(lái)鋰空氣電池商業(yè)化了， 也不意味著其他電池技術(shù)就沒(méi)有市場(chǎng)，”劉韜對(duì)記者說(shuō)，“到底哪種電池技術(shù)能夠在競(jìng)爭(zhēng)中首先脫穎而出，我們拭目以待?！?/p>
機(jī)遇大、指導(dǎo)強(qiáng)——中國(guó)電池研究有可能占領(lǐng)先位置
新能源汽車(chē)是新經(jīng)濟(jì)在工業(yè)領(lǐng)域一個(gè)標(biāo)志性行業(yè)。許多國(guó)家和企業(yè)都想占領(lǐng)產(chǎn)業(yè)制高點(diǎn)。德國(guó)計(jì)劃到2050年全面禁止生產(chǎn)汽油車(chē)和柴油車(chē)。豐田公司也表示將于2050年停止推出汽油車(chē)和柴油車(chē)。
中國(guó)不少汽車(chē)廠商也計(jì)劃到2025年將新能源汽車(chē)占比提升至80%?！白鲭妱?dòng)車(chē)，比做傳統(tǒng)燃油汽車(chē)的機(jī)遇要大?！备Ｌ锲?chē)新能源技術(shù)中心系統(tǒng)開(kāi)發(fā)部部長(zhǎng)劉溧說(shuō)。
各國(guó)對(duì)電動(dòng)汽車(chē)尤其是動(dòng)力電池的重視，決定著消費(fèi)者的直接體驗(yàn)以及各國(guó)如何占領(lǐng)產(chǎn)業(yè)制高點(diǎn)。在中國(guó)，電池焦慮癥、開(kāi)電動(dòng)車(chē)不敢遠(yuǎn)行等問(wèn)題，受到了政府、科研界、企業(yè)前所未有的重視。
中國(guó)政府制定的《中國(guó)制造2025》規(guī)劃中，有多處與電池有關(guān)的內(nèi)容，對(duì)電動(dòng)車(chē)動(dòng)力電池系統(tǒng)、全新材料體系電池技術(shù)等方面都提出了具體指標(biāo)要求。國(guó)家還對(duì)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行指導(dǎo)和扶持，極大促進(jìn)了新能源汽車(chē)的普及以及電池的研發(fā)。
今年2月24日李克強(qiáng)總理主持的國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議，也確定進(jìn)一步支持新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的措施。在會(huì)議提出的5項(xiàng)措施里，第一項(xiàng)就是加快實(shí)現(xiàn)動(dòng)力電池革命性突破： “推動(dòng)大中小企業(yè)、高校、科研院所等組建協(xié)同攻關(guān)、開(kāi)放共享的動(dòng)力電池創(chuàng)新平臺(tái)，在關(guān)鍵材料、電池系統(tǒng)等共性、基礎(chǔ)技術(shù)研發(fā)上集中發(fā)力?！?br/>
在電池革命這場(chǎng)世界性角逐中，中國(guó)的科研人員有沖到世界前沿的決心?！拔覀兿Ｍ麪?zhēng)一口氣，用中國(guó)的材料和中國(guó)的裝備，做出高水平的電池來(lái)?！崩钽f(shuō)，中科院?jiǎn)?dòng)了戰(zhàn)略先導(dǎo)專(zhuān)項(xiàng)，研究如何將鋰空氣電池中的電解質(zhì)從液態(tài)換為固態(tài)，從而獲得更為高效和安全的“終極電池”。
在未來(lái)的新能源革命中，電池將是重要的助推力?！爸袊?guó)在這方面處于很有利的位置，將來(lái)可能做到領(lǐng)先，”李泓說(shuō)。
據(jù)李泓介紹，從基礎(chǔ)研究到產(chǎn)業(yè)鏈，中國(guó)正呈現(xiàn)出全方位發(fā)力的態(tài)勢(shì)：國(guó)際公認(rèn)的SCI數(shù)據(jù)庫(kù)收錄的鋰電池領(lǐng)域的論文中，中國(guó)論文數(shù)量占全球總數(shù)47%，以絕對(duì)優(yōu)勢(shì)高居第一;中國(guó)擁有全產(chǎn)業(yè)鏈，即在鋰電池產(chǎn)業(yè)里幾乎沒(méi)有一個(gè)材料需要依賴(lài)進(jìn)口。而一些企業(yè)已經(jīng)掌握了世界領(lǐng)先的高能量密度鋰離子電池技術(shù)，并為國(guó)內(nèi)外廠商生產(chǎn)電池。
在電池領(lǐng)域，企業(yè)的積極性也很重要?！拔覀兊碾姵匮邪l(fā)團(tuán)隊(duì)有1000多人，我們?cè)谘邪l(fā)幾乎所有的電池技術(shù)，”比亞迪股份有限公司總裁王傳福說(shuō)。
今年2月，美國(guó)大洛杉磯地區(qū)羚羊谷交通局宣布，比亞迪公司將提供85輛純電動(dòng)客車(chē)，助力羚羊谷建成全美首個(gè)全電動(dòng)車(chē)公交系統(tǒng)。對(duì)于王傳福來(lái)說(shuō)，這意味著美國(guó)公交業(yè)界已經(jīng)認(rèn)可了比亞迪的電池技術(shù)和中國(guó)電動(dòng)客車(chē)的技術(shù)。
市場(chǎng)快速發(fā)展、政策扶持、基礎(chǔ)研究的突破以及企業(yè)投入，給新能源汽車(chē)帶來(lái)發(fā)展的春天，而新能源汽車(chē)的發(fā)展也帶來(lái)了動(dòng)力電池的春天。我們期待著春天里的辛勤結(jié)出盛夏的果實(shí)，期待著終極電池最終解決電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)航里程短的問(wèn)題。
