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国内某新能源生产企业的技术人员告诉《第一财经日报》记者,电池续航里程的长短在很大程度上取决于电池储能能力即单位体积的能量密度。要提高电池的单位能量密度,一是提高工作电压,二是提高电极材料的能量密度。当工作电压只能在固定区域内,要提升电池能量密度,只能依靠对电极材料的能量密度提升。也就是说,锂电池的发展遵循“一代材料,一代电池”的规律。现有锂电池正极材料一般有钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂和三元材料等,而负极材料一般为石墨、硬/软碳、钛酸锂以及合金负极材料,这些材料的可挖掘空间已经并不大。
也就是说,要大幅提升锂电池的续航里程,除非在电极材料上能找到新的替代品。
固态电池的创新可能
不过,既然液态锂电池的能量密度暂未能获得大幅提升,那么,有别的更具优势的电池技术可以替代它吗?
据彭博社报道称,大众汽车CEO马丁˙文德恩(MartinWinterkorn)日前就在斯图加特举行的一个新闻发布会上表示,大众汽车计划在今年上半年作出决定,是否将美国初创企业QuantumScape正在开发的新电池技术用于大众的电动汽车上。
如果采用上述固态电池技术,大众电动汽车的续航里程将达到700公里,超过特斯拉ModelS以及现有的所有新能源汽车。或许正因如此,早在2014年12月,大众汽车公司收购了上述QuantumScape公司约5%的股权。
其实,不只是大众。早在2010年,丰田就曾推出过续航里程可超过1000KM的固态电池。而包括QuantumScape以及Sakti3所做的努力也都是在试图用固态电池来取代传统的液态锂电池。
传统的液态锂电池又被科学家们形象地称为“摇椅式电池”,摇椅的两端为电池的正负两极,中间为电解质(液态)。而锂离子就像优秀的运动员,在摇椅的两端来回奔跑,在锂离子从正极到负极再到正极的运动过程中,电池的充放电过程便完成了。固态电池的原理与之相同,只不过其电解质为固态,具有的密度以及结构可以让更多带电离子聚集在一端,传导更大的电流,进而提升电池容量。因此,同样的电量,固态电池体积将变得更小。不仅如此,固态电池中由于没有电解液,封存将会变得更加容易,在汽车等大型设备上使用时,也不需要再额外增加冷却管、电子控件等,不仅节约了成本,还能有效减轻重量。
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