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谈锂空气电池等“续航之星”:从实验室到公路有多远?

导读: 电池续航能力问题是制约电动汽车发展的最大障碍。“跑不远的电动车都是耍流氓”,一直以来,困扰电动车主的“里程焦虑”让人对电动汽车“想说爱你不容易”。和目前的可充电电池中盛行的锂离子技术相比,锂空气电池理论上可存储的能量要多得多。

  如果充一次电就能将车从上海驶到泰山看日出,那是多么惬意的一件事情。

  别笑,这绝非随意遐想。

  不久前,剑桥大学在电化学领域的一项突破,或将催生可充电的“超级电池”。剑桥大学化学教授克莱尔·格雷和她的团队攻克了锂空气电池开发中的技术难关。这种电池能让电动汽车在不必携带巨大而笨重的电池组的情况下,拥有可媲美汽油车和柴油车的续航里程。

  如果能把该技术从实验室的演示品转变为商品,那么汽车只充一次电就能从伦敦驶到爱丁堡(两地相距约650公里),所用电池的成本和重量却只有今日电动汽车所用锂离子电池的五分之一。

  从实验室到公路有多远?

  这确实是一个让人兴奋的消息。要知道,电池续航能力问题是制约电动汽车发展的最大障碍。“跑不远的电动车都是耍流氓”,一直以来,困扰电动车主的“里程焦虑”让人对电动汽车“想说爱你不容易”。

  目前市面上电动汽车,除了售价昂贵的豪华品牌以外,纯电动车所标称的续航里程都在300公里以内,这就意味着一辆电动汽车只能满足驾驶者150公里的出行半径。当然,这还只是在最优条件下,若考虑开空调、频繁刹车等因素,实际续航里程还将打折。另外,普遍单次充电时间至少两个小时,也让赶时间的车主对电动汽车抱怨不已。

  毫无疑问,如果有一家公司完成了对电动车的颠覆,那么它的创新很可能来自最核心的部件--电池。

  和目前的可充电电池中盛行的锂离子技术相比,锂空气电池理论上可存储的能量要多得多。剑桥大学通过先进的技术,用石墨烯构造高度多孔,海绵状的碳电极,再加入一些添加剂使之保持化学稳定,解决了之前的锂空气电池易爆炸的问题。同时,剑桥大学也在努力让它可以不用过滤空气当中的二氧化碳,氮和水,直接用空气就能够运行。

  但是,别高兴得太早。如果真要开上载有这种“超级电池”的电动车,估计还得等一等。

  剑桥大学方面对此就表示,这种技术要真正成熟并运用到商业当中,还需要一段的时间,也许是十年,也许会提前一些。

  为什么实验已经成功,而投入到运用却还有这么远的路?

  “车用动力电池的主要性能指标包括比能量、能量密度、比功率、循环寿命和成本等”。一位自主品牌新能源事业部的负责人解释说:锂电池的发展线路很多,均需要长达数年的时间对电池的安全性、稳定性、寿命及成组技术进行实验验证。而这其中最需要时间的就是对电池寿命的检验,这需要不断的对电池进行充放电来检验它的衰竭程度等。

  这位负责人说,电池的发展趋势是往能量密度更高的方向发展,也就是在有限的体积空间内搭载更多的能量,但是能量密度越高,潜在的危险系数也将随之提高。

  另外,在生产可行性上也需要长达两到三年的时间来检验制造可行性。因为一款电池从实验室走向生产,在制造过程中对生产设备、工艺路线、制造环境等都是有很高要求的,制造可行性是需要较长时间验证的。

  “毕竟,实验室里的创新和投入批量生产不是一回事。” 这位负责人称。

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