锂电池和其他电池相比,有哪些决定性的优势呢?
近年来,新能源汽车一直备受关注,与传统燃油汽车相比,新能源汽车有着绿色、节能等优点,但在大家的印象中,它的性能与燃油汽车还存在一定的差距。其实,随着新能源汽车技术的不断升级,特别是电池动力不断提升下,新能源汽车的性能已经逐渐追赶上了燃油汽车。
对于电动车来说,理想的电池应该具备:足够能量密度,才能跑更远的路程;足够的功率密度,车才能加速快、能爬坡;能量补充速度快,充电或者换电都要迅速;成本低廉,使用寿命和价格综合起来有竞争力。
那么,现在究竟哪种电池靠谱,可急电动汽车所需?
防腐蚀的铝-空气电池
据业内人士称,铝-空气电池几乎可以和汽油相媲美,而且它比锂离子电池更轻、更便宜,不过存在一个大问题——腐蚀。
若不使用锂离子电池一个月,它们会损失5%的电量,而铝-空气电池由于铝受到腐蚀的因素,会损失掉80%电量。
据近日外媒报道,一个研究小组在《科学》上发表论文声称已找到解决办法。其研制的铝-空气电池在一个月内只损失0.02%的电量,获得千倍以上的改进。
怎么做到的?据介绍,研究人员在电池的阳极和阴极之间设置了一层薄膜,当电池使用时里面会充满电解液。一旦电池处于待机状态,最靠近铝的一侧会被油冲洗,从而油起到保护铝的作用。当需要再次使用电池时,电解液则取代油。由于铝在水里会排斥油,所以不会有油留在水里。
在测试中,研究人员模拟现实中的应用,先是使用研发出的电池一小部分电量,然后静置一两天时间,然后再重复使用,结果电池持续工作了24天,比以往的铝-空气电池多8倍。
这是否意味着,未来几年内铝-空气电池会取代锂电池呢?
“不会。”业内从事铝-空气电池研究人员杨维谦答道。他解释道,因为目前铝-空气电池仍有很多关键问题尚待解决,例如,动力电池需要功率较高,而功率是铝-空电池的弱项,特别是加速、爬坡性能跟不上。另外,它的负载装置较多,如通风、散热、电解液循环等装置,这些若都放置车上,会带来很大负担,因此,一般适合将其放在基站做静态电池,在续航中作为备用。
据介绍,美铝加拿大公司和以色列公司Phinergy,曾展示用100公斤重的铝空气电池储存了可行驶3000公里的足够电量。使用这种电池的汽车仍需保留锂电子电池,铝-空气电池只在锂电池电量耗尽后才启动。
零污染的氢燃料电池
11月7日,由国家新能源汽车技术创新中心在广东佛山南海区主办的2018NEVTIR-FC新能源汽车技术(燃料电池)创新拉力赛上,呈现出在氢能源燃料电池方面取得的多项技术成果,刷新了人们对燃料电池发展的认知。
我们知道,氢气和氧气燃烧会生成水,达到零污染。而且,作为周期表第一元素,氢元素取之不尽用之不竭。就凭此点,让现在世界上很多国家十分青睐发展氢燃料电池。
与会专家介绍,相对于其他电池,氢燃料电池最大的优势是能量密度极高,实验室可做到3千瓦时/公斤,比其他类型的电池都高很多。用于汽车可以更小的体积和重量,提供更长时间的续航。
以现代NEXO为例,其只需要3-5分钟即能充满电量,大大提高用车效率。更重要的是,在续航里程上,氢燃料续航里程普遍能达到500km+,现代NEXO已能达到609km,甚至比一些同级的传统燃油车出色。
而且,燃料电池使用成本有优势。以丰田Mirai为例,其使用的是“电解质薄膜”燃料电池技术,即利用氢气跟氧气化学反应过程中的电荷转移来形成电流,除了催化剂使用铂金外,无任何消耗物,铂金本身也不损耗。
凡事没有十全十美,氢燃料电池也存在有待解决的问题,专家指出,首先是价格,氢燃料电池的核心零件是质子交换膜和铂催化剂,非常昂贵的材料,造成氢燃料电池普及困难;其次是燃料的来源和储存,氢燃料电池需要氢气,而氢气本身的制造、运输、储存及加注都极为不便,成本又很高,危险还很大,技术成熟度较低。
特斯拉CEO“给力哥”马斯克曾表示:“就算从理论上实现燃料电池的最佳性能,也无法同今天的锂离子电池抗衡。”显然,氢燃料电池进入应用阶段还有很长的路要走。
实用化的锂电池
就目前而言,哪种电池实用?
综上所述,业内人士表示,电动车将来的趋势是使用纯电池或者氢动力,而目前大容量电池的充电速度问题还是个瓶颈,普及尚需要时间。
眼下的解决方案是油电混合的方式,即汽油加上电力作为能源。未来几年,随着锂电池价格的进一步下降和容量的进一步提升,电动车、插电混合动力车会越来越便宜,性能会越来越好。让我们拭目以待吧。