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简析电动汽车电池:终极电池离我们有多远?

导读: 作为新工业革命的一种支撑性技术,小小电池的技术进步,也会撬动全球能源的大格局,对社会生活的影响更是方方面面。如何让电池快充电?如何让手机待机时间更长?终极电池离我们有多远……电池问题让老百姓越来越关心。

  电池在我们的生活中已无处不在:手机、平板电脑、电子书、遥控器、智能手表、电动汽车……作为新工业革命的一种支撑性技术,小小电池的技术进步,也会撬动全球能源的大格局,对社会生活的影响更是方方面面。

  如何让电池快充电?如何让手机待机时间更长?终极电池离我们有多远……电池问题让老百姓越来越关心。近日,记者采访了以能源研究著称的美国阿尔贡国家实验室的研究员陆俊,他对此进行了解答。

  问:手机电池电动车电池是一回事吗?

  答:电池用在哪个方面,是电池本身的性质所决定的,不是想用在哪就可以用哪。它其实分为车用、消费电子产品用、储能用几种,每一种的性能和成本要求都不一样。例如现在手机用的锂离子电池,它的正极材料一般是锂钴氧化物,也称钴酸锂。这种材料很贵,不太适合用到电动车上,所以现在电动车用的电池材料多是以镍基、铁基或锰基为主的过渡金属氧化物,比如锰酸锂。

  问:如何让电动车电池快充电?

  答:充电速度一直是电动车发展的瓶颈之一。充电分为快充和慢充。在充电桩快充一次一般需要一小时,但只能充入不到80%的电量。要想电量“满格”,需要慢充,一般要6到7个小时。

  人们对快充的需求最大。但快充首先取决于电池材料,因为快充需要的电流比较大,对电池材料的要求高,不是所有材料都适合快充。适合快充的电池材料主要是锰酸锂与钛酸锂。钛酸锂的电池一般充电速度比较快。

  未来的技术可以进一步缩短快充的时间,同时增大电动车的续航的里程。锂空气电池技术目前普遍被看好,有关技术未来几年一旦成熟,有可能改变充电的概念。当电池电量不足时,人们只需要更换电极材料,不再需要充电,更不需要长时间等待。

  问:如何解决手机待机时间短的问题?

  答:目前手机使用的主要还是锂离子电池。锂离子电池性能提高的空间还是有的,能量密度估计最多还可提高1倍,但肯定不及下一代锂电池那么大。未来的5到10年,锂离子电池仍会主导手机电池市场,而下一代锂电池要商业化还有距离。

  问:终极电池离我们有多远?

  答:锂空气电池的蓄电能力理论上是目前市场上锂电池的10倍,是非常热门的下一代电池,也被称为终极电池。这种电池的基础研究进展很快,但还没有准备好商业化。我个人认为,它的商业化还需要5到10年,中间有很多问题需要解决。无论美国还是其他国家,都在锂空气电池研究上大量投入,目标是让它商业化。这是下一代锂电池的一个重要方向,但不会是唯一方向。

  下一代电池的另一个方向是锂硫电池,它已经比较接近商业化。这种电池的负极目前以金属锂片为主,正极活性材料是元素硫。虽然锂硫电池接近了商业化,但同样也有很多问题需要解决,比如稳定性、可循环性和安全性等都有待进一步提高。

  陆俊最后表示,如果有一天,下一代电池技术成熟了,希望电动车能够主导汽车市场,甚至取代燃油汽车。这将有利于环境,而且,毕竟石油资源是有限的。陆俊还表示,人们的生活中离不开电池。电池越好,人们的生活就越方便。

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