电池不靠谱的快充技术主要有几个特点?
来源:宝鄂实业
2019-08-09 12:07
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1)把实验室中的成果无限放大,线性外推到kWh和MWh的实用领域,这方面很多新闻还真是与科研工作者没有太大关系,很多都是新闻记者们不知道出于什么目的炮制出的大新闻。实际上稍有科研工程经验的人都知道,这之间有巨大的差异,想要实现工程化所要花费的精力非常多,笔者也懒得再与一些拿着技术前进情怀说事的人去多费口舌了:很多人鼓吹“新技术一开始都是看似不靠谱的”,孰不知有更多的不靠谱的技术早已经死掉了,不少人对于幸存者偏差(Survivorship bias)完全没有概念。
典型情怀党:情怀万岁板载,精神胜利法赛高,阴谋论逻辑想像力丰富,可是作为一名职业键盘侠连关键的“烯”字都没打对……
2)混淆主要矛盾,在该说能量密度的场合说功率,实际上电量、成本、寿命很多情况下是更为主要的矛盾,把电容(Supercapacitor更多用于快充)和电池(Battery)混淆就是一种典型的体现。
3)用各种媒体宣传的把戏,用感性的词语来忽悠:比如“震惊了”,一堆叹号,甚至用“恭喜motherland”这样的莫名其妙的名头绑架大家的认知,仿佛你不认同它就是不爱国,但是文章里面却没有任何实质性的内容。再比如笔者搜过graphenano的美国欧洲专利,发现是数目是0。而很多吹牛的电池新技术,根本没有任何具体信息:没有能量密度,没有功率密度,没有电化学反应机理,没有充放电典线,没有寿命,总之几乎什么也没有,只有一句自我鉴定的国际领先——就一句话评价吧:空口无凭。
而反观靠谱的快充电池技术,其都是有实打实的产品出现,都经历了从实验室到稳定量产的漫长过程,而且大多是大型企业出品,拥有良好的产品质量控制,在具体应用中都经历了良好的检验,并且可以看到企业的专利布局,产品的具体介绍信息。只是可惜的是,电池企业本身大多数比较低调,远没有汽车和电子消费企业这些与消费者能直接对接的行业那么擅于影响消费者打交道,或者囿于产业链中与手机企业合作的需求而刻意减少对自己的产品的宣传。
笔者认为在现在这个年代,酒香有时也怕巷子深,靠谱的电池技术理应更多的宣传自己,这样才能抢占宣传的阵地,而不会总是让一些噱头新闻抢了理应属于自己的风头。
靠谱的典型快充动力电池技术对比
笔者通过网络等途径收集了一些动力电池方面相关的信息,列于以下表中。在此处,信息主要指向的是(快充型)电动大巴车这一应用领域,其与普通乘用车应用有相似之处,但是也有一些不同,主要在于:
1)安全要求更高,毕竟电动大巴电池用量多,载客量也多,一旦出现事故潜在的损失可能大于电动轿车。
2)质量比能量密度要求有所下降,毕竟电池用量较大但可用空间更大,可以适当地用多装电池来解决续航问题,而且公交常常是固定线路。因此在普通乘用车上里程焦虑现象更明显的磷酸铁锂在此处具有了一些新的优势。
3)成本方面作者认为与普通乘用车基本处于同一水平,依照技术路线不同有一定浮动空间。
因为条件所限,快充相关的动力电池各企业产品收集到的信息并不完全,但是可以进行初步的分析各企业的技术路线,帮助各位读者更好地了解(大巴用)动力电池快充技术和相关厂家。几家企业都是笔者非常尊敬的行业中的代表企业,都在自己的领域中扎实深耕多年,有着自己核心竞争力,在快充电池领域中是佼佼者。
1)第一代快速充电电池产品:即LρTO电池用的钛酸锂技术,在市场推广。但是钛酸锂本身1.5V左右的负极电位导致了其能量密度较低,限制了其更多的使用,因此本产品更适用于频繁停车充电的短途、固定线路公交领域。另外一个问题在于钛酸锂材料成本明显高于石墨,电池成本也水涨船高。虽然电池成本一定要综合考虑寿命、成本、性能、安全等要素,钛酸锂电池本身偏高的成本对于电动汽车、储能行业的一次投资时造成的顾虑也是不可小视的。
2)第二代的多元复合锂电池:正极是三元材料+锰酸锂混合体系,但是把负极从钛酸锂改成了多孔复合碳作为负极材料。多孔复合碳是硬碳材料,最大的特点在于其比表面积增大到传统石墨的20倍以上,增加的比表面积与孔隙也大幅增加了锂离子的迁移和嵌入通道数量,使得锂离子能够快速、稳定地嵌入与脱出,从而解决了长期阻碍高能量密度石墨负极锂电池产品快速充电的技术瓶颈,同时大大改善快充的能力,成本相比一代也有所下降。但是该体系电池缺点是循环寿命不够长,硬碳的压实密度、克容量和首次充电效率都不太理想,此外硬碳材料的高电位也导致整个电池能量密度偏低(所以三元-硬碳体系电池能量密度肯定低于三元-石墨体系,那么低于磷酸铁锂-石墨体系也就并不是什么特别奇怪的结果了),而且三元材料体系的电池用于乘用车安全性仍需要重点关注并不断经受实践检验(笔者不敢说没问题,乘用车上用三元材料是否足够安全也是一个老话题了)。但有一点可以肯定:如果想要用在大巴上,安全风险目前还是不容忽视的底层问题。
为什么不太推荐用三元材料电池装大巴?很简单:乘用车4个门,出现事故逃生时间是几秒;而大巴电池装载量是普通乘用车的近10倍,按电池的故障概率叠乘来计算危险系数更高,并且其装载人员数量更多,对逃生的需求更紧迫。因此在大巴上使用安全系数更高的电池技术是非常靠谱的理性选择,国家之前限制三元材料电池补贴的政策其实很大程度上就是基于这样的考虑。
关于“不燃烧电池”:微宏今年初推出了其“不燃烧电池”,当时非常吸睛,引起了技术圈内的人们的广泛讨论。笔者当时在朋友间专门问询了这方面的信息,得知微宏使用了特别的电解液体系、凯夫拉纤维隔膜等一系列特别的优化技术提升了电池的安全性,这些技术对于电池发展自然比较具有借鉴和指引意义。然而比较遗憾的是,微宏没有介绍该电池的能量密度、成本等关键信息,而且从其性能和材料体系上看,恐怕这些数据乐观不了。业内也有人认为这也是在牺牲成本、能量密度来保证安全性,但是不管怎么样,技术上的进步还是值得肯定的。所以笔者更倾向于认为,不燃烧电池中的技术对于将来的技术发展会很有意义,但是是在中近期的工程化应用中,会受到成本、技术等综合方面因素的限制,变成真正的产品走向市场恐怕尚需不短的时日。