電池焦慮癥 未來電動汽車到底能跑多遠？

時間:2016-04-06 09:36來源:新華網(wǎng) 作者:西顧
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       電動汽車又出大新聞了，特斯拉出了平價新車，續(xù)航里程也增加了。
 
　　起售價3.5萬美元，一次充電可行駛344公里。這樣的電動汽車是普通消費者比較能夠接受的。
 
　　發(fā)展前景廣闊的電動汽車遲遲未能進入尋常百姓家，最大的制約，一方面是價格高高在上，一方面是電池續(xù)航能力不濟。
 
　　目前，人們都希望“終極電池”能夠解決電動汽車續(xù)航能力不濟的問題，從而促使電動汽車大幅降價。然而傳說中的“終極電池”還要多長時間才能面世？未來電動汽車到底能跑多遠？
 
　　充得慢、跑不遠——制約電動汽車發(fā)展的魔咒
 
　　電動汽車慢充一次6到8個小時，還不一定能找到合適電源。快充一次，一個半小時，卻只能充滿80％。
 
　　充得慢、跑不遠，幾乎成為制約電動汽車發(fā)展的魔咒。
 
　　“我有電池焦慮癥。”家住北京石景山的王強調(diào)侃道，“電動車出門沒多久，我就得算計著還能不能開回家，附近有沒有充電樁。”
 
　　他新買的電動車，充電樁上快充一個半小時后，續(xù)航里程可達160公里，與傳統(tǒng)汽油車相比還有差距。即使快充，有時也要在充電樁旁排隊等很長時間。
 
　　買了電動汽車，電池焦慮癥怎么解決？
 
　　人們首先想到的是增加充電設施。去年10月，國家發(fā)改委、國家能源局、工信部和住建部聯(lián)合印發(fā)《電動汽車充電基礎設施發(fā)展指南（2015—2020）》，明確提出新增集中式充換電站超過1.2萬座，分散式充電樁超過480萬個，以滿足全國500萬輛電動汽車充電需求。
 
       增加充電設施并不能解決電動汽車充電時間長的問題。電動汽車性能的改進，最終要依靠電池技術(shù)革命。只有電池續(xù)航能力增加了，電動汽車才能顯示出汽油車無法比擬的優(yōu)勢來。
 
　　“電動汽車要跑得遠就需要電池有高能量密度，要充電快則需要高功率密度。”中國科學院“長續(xù)航動力鋰電池”項目首席科學家李泓說，提高電池的能量密度對于電動汽車來說具有重大意義。
 
　　他舉國內(nèi)一家企業(yè)的電動汽車所用鋰電池為例說：“現(xiàn)在（鋰電池）能量密度約180瓦時每公斤，續(xù)航里程約200公里。未來幾年內(nèi)，產(chǎn)業(yè)界目標是提高到300至400瓦時每公斤，加上相應改進措施，（電池）續(xù)航里程就可達到470和628公里，可以和汽油車相比擬了。”
 
　　北汽福田乘用車設計院副院長陳小江預計，2018年左右，全球主要電動汽車廠商都會陸續(xù)推出400至500公里續(xù)航能力的電動車。屆時，電池性能指標會大幅提升，電動汽車價格將大幅下降。
 
　　德國奧迪汽車公司去年也宣布計劃于2018年量產(chǎn)它的第一臺純電動汽車，續(xù)航里程可達500公里。
 
　　2018年，或許值得期待。
 
　　跑得遠、充得快——哪種電池技術(shù)能夠脫穎而出
 
　　據(jù)專家介紹，未來電池技術(shù)發(fā)展大抵經(jīng)歷三個階段，首先是第三代鋰離子電池，之后是固態(tài)鋰電池，終極目標可能是固態(tài)鋰空氣電池。
 
　　在各類動力電池里，鋰電池始終是動力電池中的主角，按材料的不同可以分為磷酸鐵鋰、三元鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰等多種類型。對這些材料的不斷改進，可以不斷提升電池性能。陳小江說，與磷酸鐵鋰電池相比，三元鋰電池的性能具有較大提升空間。
 
       目前比較引人關(guān)注的是鋰空氣電池，各國也在競相研究。鋰空氣電池被稱為“終極電池”，它以鋰金屬為負極，導電碳材料為正極，放電時從負極出發(fā)的鋰離子與空氣中的氧氣反應。從理論上計算，這種電池的能量密度是所有鋰電池之最。
 
　　去年10月底，英國劍橋大學的劉韜等科學家在《科學》雜志上報告說，開發(fā)出的鋰空氣電池模型的能量密度達約3000瓦時每公斤，是現(xiàn)有高性能鋰電池的10倍多。這項成果也入選中國科學院、中國工程院兩院院士評選出的“2015年世界十大科技進展”。
 
　　陳小江說，鋰空氣電池技術(shù)一旦成熟，有可能改變?nèi)藗儗Τ潆姷母拍�。當電池電量不足時，人們只需要更換電極材料，不再需要充電，更不需要長時間等待。
 
　　這種技術(shù)到底離我們還有多遠？美國阿爾貢國家實驗室科學家陸俊說：“鋰空氣電池基礎研究進展很快，但鋰空氣電池還沒有到商業(yè)化的階段。我估計，它的商業(yè)化需要5到10年時間。”
 
　　也有企業(yè)在動力電池領域另辟蹊徑。日本豐田汽車公司研制出的新型汽車MIRAI在測試中跑得遠、充得快，它配備了新型燃料電池。這種電池以氫為燃料，加滿一罐氫只需3分鐘，續(xù)航里程可達650公里。由于氫的制備和加氫站建設難度大、成本高等問題，這一技術(shù)尚未普及。
 
　　“將來鋰空氣電池商業(yè)化了，也不意味著其他電池技術(shù)就沒有市場，”劉韜對記者說，“到底哪種電池技術(shù)能夠在競爭中首先脫穎而出，我們拭目以待。”
 
　　機遇大、指導強——中國電池研究有可能占領先位置
 
　　新能源汽車是新經(jīng)濟在工業(yè)領域一個標志性行業(yè)。許多國家和企業(yè)都想占領產(chǎn)業(yè)制高點。德國計劃到2050年全面禁止生產(chǎn)汽油車和柴油車。豐田公司也表示將于2050年停止推出汽油車和柴油車。
 
　　中國不少汽車廠商也計劃到2025年將新能源汽車占比提升至80％。“做電動車，比做傳統(tǒng)燃油汽車的機遇要大。”福田汽車新能源技術(shù)中心系統(tǒng)開發(fā)部部長劉溧說。
 
　　各國對電動汽車尤其是動力電池的重視，決定著消費者的直接體驗以及各國如何占領產(chǎn)業(yè)制高點。在中國，電池焦慮癥、開電動車不敢遠行等問題，受到了政府、科研界、企業(yè)前所未有的重視。
 
　　中國政府制定的《中國制造2025》規(guī)劃中，有多處與電池有關(guān)的內(nèi)容，對電動車動力電池系統(tǒng)、全新材料體系電池技術(shù)等方面都提出了具體指標要求。國家還對新能源汽車產(chǎn)業(yè)進行指導和扶持，極大促進了新能源汽車的普及以及電池的研發(fā)。
 
　今年2月24日李克強總理主持的國務院常務會議，也確定進一步支持新能源汽車產(chǎn)業(yè)的措施。在會議提出的5項措施里，第一項就是加快實現(xiàn)動力電池革命性突破：“推動大中小企業(yè)、高校、科研院所等組建協(xié)同攻關(guān)、開放共享的動力電池創(chuàng)新平臺，在關(guān)鍵材料、電池系統(tǒng)等共性、基礎技術(shù)研發(fā)上集中發(fā)力。”
 
　　在電池革命這場世界性角逐中，中國的科研人員有沖到世界前沿的決心。“我們希望爭一口氣，用中國的材料和中國的裝備，做出高水平的電池來。”李泓說，中科院啟動了戰(zhàn)略先導專項，研究如何將鋰空氣電池中的電解質(zhì)從液態(tài)換為固態(tài)，從而獲得更為高效和安全的“終極電池”。
 
　　在未來的新能源革命中，電池將是重要的助推力。“中國在這方面處于很有利的位置，將來可能做到領先，”李泓說。
 
　　據(jù)李泓介紹，從基礎研究到產(chǎn)業(yè)鏈，中國正呈現(xiàn)出全方位發(fā)力的態(tài)勢：國際公認的SCI數(shù)據(jù)庫收錄的鋰電池領域的論文中，中國論文數(shù)量占全球總數(shù)47％，以絕對優(yōu)勢高居第一；中國擁有全產(chǎn)業(yè)鏈，即在鋰電池產(chǎn)業(yè)里幾乎沒有一個材料需要依賴進口。而一些企業(yè)已經(jīng)掌握了世界領先的高能量密度鋰離子電池技術(shù)，并為國內(nèi)外廠商生產(chǎn)電池。
 
　　在電池領域，企業(yè)的積極性也很重要。“我們的電池研發(fā)團隊有1000多人，我們在研發(fā)幾乎所有的電池技術(shù)，”比亞迪股份有限公司總裁王傳福說。
 
　　今年2月，美國大洛杉磯地區(qū)羚羊谷交通局宣布，比亞迪公司將提供85輛純電動客車，助力羚羊谷建成全美首個全電動車公交系統(tǒng)。對于王傳福來說，這意味著美國公交業(yè)界已經(jīng)認可了比亞迪的電池技術(shù)和中國電動客車的技術(shù)。
 
　　市場快速發(fā)展、政策扶持、基礎研究的突破以及企業(yè)投入，給新能源汽車帶來發(fā)展的春天，而新能源汽車的發(fā)展也帶來了動力電池的春天。我們期待著春天里的辛勤結(jié)出盛夏的果實，期待著終極電池最終解決電動汽車續(xù)航里程短的問題。
 
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