或許,如今阻礙電子產業發展的最重要的問題之一,不是產品本身技術,而是電池續航里程的提升。那么,為什么不能讓液態鋰電池的續航里程更長?

從1991年索尼公司將含有液態電解質的鋰離子電池帶入電子設備的應用至今,液態鋰電池已經成為目前最為成熟、使用最廣泛的技術路線之一,但在詹姆斯·戴森看來,“如今的電池技術已經遇到一定的瓶頸”。

液態電池續航遇瓶頸

比如還沒上市的AppleWatch就被吐槽。12.8萬元的“土豪”價背后,被大眾認為最應提升的電池續航并沒有大幅突破,僅有18個小時。“這價格這續航,只能說買的就是情懷……”網友如是表示,“用買輛車的價格去買塊表,醉了,而且每天都要充電哦。”

其實,不僅是可穿戴設備,包括智能家居,以及此前風靡一時的新能源車新秀特斯拉(Tesla),都正因電池續航的瓶頸而遭受質疑。近兩三年來,從硅谷走出來的車壇新秀Tesla可謂出盡風頭。時尚大氣的外形設計、科技感十足的內飾,而其不燒油、零排放的優勢更被認作為未來汽車行業的出路之一。但短短一年多時間,特斯拉已經從人人膜拜的神壇上走了下來。雖說其外形夠拉風,環保概念也夠時尚,但即便續航里程達到了無車能及的500KM,電池電量一旦耗盡,也還真是寸步難行。可是,Tesla創始人及CEO馬斯克也很無辜,電池續航里程不足是業界都無法解決的首要難題,再說在所有的新能源車中,特斯拉在續航里程上已經是冠軍了。 

液態鋰電池續航遇瓶頸 固態電池欲頂其位?

或許,如今阻礙電子產業發展的最重要的問題之一,不是產品本身技術,而是電池續航里程的提升。那么,為什么不能讓液態鋰電池的續航里程更長?

國內某新能源生產企業的技術人員告訴記者,電池續航里程的長短在很大程度上取決于電池儲能能力即單位體積的能量密度。要提高電池的單位能量密度,一是提高工作電壓,二是提高電極材料的能量密度。當工作電壓只能在固定區域內,要提升電池能量密度,只能依靠對電極材料的能量密度提升。也就是說,鋰電池的發展遵循“一代材料,一代電池”的規律。現有鋰電池正極材料一般有鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰和三元材料等,而負極材料一般為石墨、硬/軟碳、鈦酸鋰以及合金負極材料,這些材料的可挖掘空間已經并不大。

也就是說,要大幅提升鋰電池的續航里程,除非在電極材料上能找到新的替代品。

固態電池的創新可能

不過,既然液態鋰電池的能量密度暫未能獲得大幅提升,那么,有別的更具優勢的電池技術可以替代它嗎?

據外媒報道稱,大眾汽車CEO馬丁·文德恩(MartinWinterkorn)日前就在斯圖加特舉行的一個新聞發布會上表示,大眾汽車計劃在今年上半年作出決定,是否將美國初創企業QuantumScape正在開發的新電池技術用于大眾的電動汽車上。

如果采用上述固態電池技術,大眾電動汽車的續航里程將達到700公里,超過特斯拉ModelS以及現有的所有新能源汽車。或許正因如此,早在2014年12月,大眾汽車公司收購了上述QuantumScape公司約5%的股權。

其實,不只是大眾。早在2010年,豐田就曾推出過續航里程可超過1000KM的固態電池。而包括QuantumScape以及Sakti3所做的努力也都是在試圖用固態電池來取代傳統的液態鋰電池。

傳統的液態鋰電池又被科學家們形象地稱為“搖椅式電池”,搖椅的兩端為電池的正負兩極,中間為電解質(液態)。而鋰離子就像優秀的運動員,在搖椅的兩端來回奔跑,在鋰離子從正極到負極再到正極的運動過程中,電池的充放電過程便完成了。固態電池的原理與之相同,只不過其電解質為固態,具有的密度以及結構可以讓更多帶電離子聚集在一端,傳導更大的電流,進而提升電池容量。因此,同樣的電量,固態電池體積將變得更小。不僅如此,固態電池中由于沒有電解液,封存將會變得更加容易,在汽車等大型設備上使用時,也不需要再額外增加冷卻管、電子控件等,不僅節約了成本,還能有效減輕重量。

[責任編輯:趙卓然]

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