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乾電池修復前景怎麼樣

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隨著電動汽車的浪潮席捲全球,各大車企紛紛發力布局。受政策補貼刺激,中國電動車市場的增速均超越美國和歐洲,成為全球最大的市場,自主品牌乘著這股東風也得以蓬勃發展。因此,在2016年上半年全球電動車銷量排行榜上,有9家自主車企進入前20名,比亞迪更是以巨大的優勢成為銷量冠軍。
電池作為電動汽車的核心部件,與續航里程和充電時間密切相關。目前大部分的電動車都在採用鋰離子電池,比如採用磷酸鐵鋰電池的比亞迪e6、三元鋰電池的特斯拉models和錳酸鋰電池的日產聆風。電池技術百花齊放,例如以下的四大技術,就是未來重要的發展方向。
納米鋰電池:充電時間大幅縮短。
技術發展使得電池容量不斷擴大,但隨之而來的是充電時間的延長,對充電速度也有了更高的要求。目前的主流電動車的慢充時間在5到10小時之間,快速充電能在1到2小時內充滿,但長期使用會影響電池壽命。而世界上最快的特斯拉超級電站,僅需40分鐘就能充電80%,但這和納米鋰電池一比就不算什麼了?
新加坡南洋理工大學發明了一種基於納米管的新型電池,能在2分鐘內充電70%,其使用壽命長達20年。傳統的鋰電池無法快速充電,主要出於石墨電極的安全考慮,在工作時電極表面會形成電解質膜,減慢鋰離子的運輸速度。但南洋理工大學採用二氧化鈦納米管凝膠來替代石墨,能讓化學反應加速,進而縮短充電時間。但由於工藝複雜,成本較高,這項技術要普及恐怕還需要好幾年。
鋰空氣電池:蓄電量倍數提升。
鋰空氣電池的最大優點是能量密度高,目前的鋰離子電池能量密度只有200wh/kg左右,而現有的鋰空氣電池已經達到500wh/kg,理論上的極限是12kwh/kg,還有極大的提升空間。ibm公司很看好這項技術,發起了「電池500」的項目,也就是將續航里程提升到500英里(即800公里)。
鋰空氣電池的正極是多孔導電碳,負極為鋰電池,為了讓鋰離子和空氣充分接觸,特意將電池內部結構設計得像人體肺部一樣,來加大與空氣的接觸面積。這種電池的充/放電效率較低,而且穩定性也是一大難題,在實際應用中可能會發生短路爆炸。最早看到它應用在電動車上,估計要等到2020年。
固態電池:更輕便,更安全。
傳統鋰電池採用液態電解質,而固態電池原理相同,只是將電解質換成固態——通常是金屬混合物。這樣設計的好處是讓更多帶電離子聚集在一起,傳導更多的電流,同時有效減少電池體積和重量,安全性更出色。因為液態電解質在高溫下會發生副反應,容易產生爆炸,而固態電池就不會有這問題。
雖然固態電池全方面改良了鋰電池,但特斯拉ceo馬斯克並不看好它,因為它生產成本實在太高,短期內難以下降。正因如此,許多資金匱乏的新創公司或者破產,或者被收購。目前最接近量產的sakti3固態電池就已經被戴森公司接手,戴森最近宣布投資14億美元來建立電池廠,這場豪賭能否讓固態電池儘快普及?仍有待觀察。
半固態鋰液流電池:生產成本更低。
在此領域最領先的莫過於蔣業明教授開創的24m公司,半固態鋰液流電池可以說是對液流電池的改進,它的電極由鋰化合物粒子和電解液混合而成,電極厚度比傳統鋰電池增加5倍,既提升了能量密度,又減少80%的「非活性」材料,從而降低了材料成本。
同時這種設計還免去了乾燥這道工序,意味著可以撤掉不必要的生產線,生產時間也得到壓縮。據推測,到2020年每千瓦時容量的成本將降到100美元以下。這項技術顛覆了傳統思路,但也意味著現有生產線和工藝不適用於它,所以24m公司仍處於摸著石頭過河的階段。
除了以上這4項技術,還有泡沫電池、鋰硫電池、石墨烯等也引起了廣泛關注,大部分都處於研發階段,還很難說哪種電池會成為下一代的主流產品。百花齊放雖是好事,但也造成了研究資金的分散。
研究機構luxresearch數據顯示,在過去八年,新創公司平均只獲得4000萬美元的總投資,換成每一年就是500萬美元,可以說是杯水車薪,要實現量產可謂荊棘滿途。而反觀實力雄厚的大公司,比如三星、lg和松下,近幾年愈發保守,更傾向於改進現有技術,缺少大刀闊斧改革技術的決心。因此,鋰電池在短期內不會被淘汰,仍將占據主流地位。
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