對(duì)于,怎么讓“充電五分鐘,續(xù)航五百里”的電動(dòng)汽車成為可能這個(gè)問題,氫云鏈認(rèn)為可以從以下幾個(gè)角度來判別:
動(dòng)力電池密度
2020年動(dòng)力電池能量密度要達(dá)到 300 Wh/Kg,2025 年達(dá)到 400 Wh/Kg,2030 年能量密度達(dá)到 500 Wh/kg。目前量產(chǎn)動(dòng)力電池單體能量密度在 230±20 Wh/Kg,根據(jù)《中國(guó)制造2025》的要求,結(jié)合現(xiàn)在的技術(shù)路線,我國(guó)的科技工作者提出了使用高鎳正極+準(zhǔn)固態(tài)電解質(zhì)+硅碳負(fù)極實(shí)現(xiàn) 300 Wh/Kg的目標(biāo);2025 年使用富鋰正極+全固態(tài)電解質(zhì)+硅碳/鋰金屬負(fù)極電池實(shí)現(xiàn) 400 Wh/Kg的目標(biāo),2030年使用鋰空氣電池、鋰硫電池達(dá)到500 Wh/Kg的目標(biāo)。
有了這些數(shù)據(jù),我們還要考慮到電池裝配質(zhì)量以及整車重量,才能對(duì)電動(dòng)汽車的續(xù)航里程有大致的推斷。以特斯拉Model S為例,電池組重量約為1噸,電池容量為約為100KWh,整車質(zhì)量約為2.5噸,可達(dá)到600 km的續(xù)航里程。根據(jù)最近的報(bào)道,特斯拉研制的第三代超級(jí)充電系統(tǒng),充電速率超過1000英里/每小時(shí)(約合1609公里/小時(shí)),5分鐘內(nèi)補(bǔ)充最高75英里電量(約合120公里),充電15分鐘就可以行使近270公里。
快充時(shí)間
“充電五分鐘,續(xù)航五百里”,在目前來說尚不能達(dá)到。如果這一設(shè)想實(shí)現(xiàn),無(wú)疑將撼動(dòng)燃油汽車的統(tǒng)治地位。那么,“充電五分鐘,續(xù)航五百里”真的是可望而不可即嗎?
想實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),對(duì)電池的充放電速度有了一個(gè)很高的要求。正負(fù)極儲(chǔ)鋰材料的脫鋰嵌鋰速度和在快速充放電過程中的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性是主要原因。高速充電往往會(huì)使電池發(fā)熱、結(jié)構(gòu)遭到破壞,并降低電池的壽命。這又對(duì)電池的穩(wěn)定性、安全性提出了要求。
但對(duì)于是氫燃料燃料電池汽車來說,就可以實(shí)現(xiàn)充氣5分鐘,續(xù)航可達(dá)1000公里,只不過目前,氫燃料電池汽車需要解決制氫、儲(chǔ)氫、燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)、車體結(jié)構(gòu)、安全性等等一系列的復(fù)雜問題,商業(yè)化使用比較困難,但是隨著國(guó)家和地方的不斷扶持,未來商用普及應(yīng)該問題不大。
總的來說未來的很長(zhǎng)一段時(shí)間,電動(dòng)汽車電池仍將會(huì)以鋰離子電池為主。想要把“充電五分鐘,續(xù)航五百里”變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)需要滿足以下幾個(gè)條件:
(1)材料的能量密度高,即儲(chǔ)存的電能多。
(2)在鋰離子插入和脫出時(shí),材料與鋰的反應(yīng)要非常迅速。
(3)該材料是良好的電子導(dǎo)體。這將會(huì)減少電池的內(nèi)部損耗,進(jìn)一步提升電池的性能。
(4)材料穩(wěn)定。充放電過程中材料不改變結(jié)構(gòu)或以其他方式分解,材料體積不會(huì)發(fā)生膨脹和形變。
(5)材料成本低。這決定了電池和電動(dòng)汽車的價(jià)格。
(6)材料環(huán)保。對(duì)環(huán)境無(wú)污染或污染極小、可控。
如果想要實(shí)現(xiàn)“充電五分鐘,續(xù)航五百里”的目標(biāo),還需要對(duì)電池的工藝技術(shù)和儲(chǔ)能機(jī)理進(jìn)行更加深入的研究和挖掘。相信在不久的將來,“充電五分鐘,續(xù)航五百里”的電動(dòng)汽車將成為可能!
來源:第一電動(dòng)網(wǎng)
作者:氫云鏈
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