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大众说电动车充电仅15分钟 丰田表示无语

一猫汽车网 2016-05-25 05:47:00

有时候连我也挺服那些有头有脸的汽车企业高层的,主要不是因为他们有多能干多有眼光,而是服了他们敢于当着那么多媒体的面一本正经地Tree New Bee!比如前几天,大众汽车高管宣称,公司计划十年内推出一款全新电动汽车,充电时间仅需15分钟,续航里程可达480公里。

15分钟充电 续航近500公里:就靠固态电池?

15分钟?想想现在动不动充电时间就要8小时的电动车,都弱爆了,还是等大众来吧。然而,冷静点想想,这脑洞是不是开得有点儿大了?猫酱稍稍回顾了一下初中物理,应该是充电时间t=电池电量c/充电电流i,电流的大小与供电的电压与介质电阻大小息息相关,出于安全性考虑,电压不可能无限量放大,电阻则是相对稳定的值,决定了电流大小不可随意有太大的改动。这似乎是一个要突破物理的问题了,大众怎么做到?

大众是有底气的,通过对固态电池的创业公司QuantumScape控股,大众宣布目前正在研发“超级电池”,正是这款价格更低、何种更小、动车更强劲的超级电池将助力大众的新能源车发展。业界猜测,大众的超级电池即为全固态电池。

拉伸变形度可达300%全固态电池的结构示意图


什么鬼?不明就里的猫酱马上打开不靠谱的度娘给自己科普一下,原来全固态电池就是里面没有气体、没有液体,所有材料都以固态形式存在的电池。而考虑到现在人们日常生活中最为常见的电池为锂离子电池,我们在这里将默认把“全固态锂离子电池”当做全固态电池的代表。

关于固态电池的好处,大众高管当然不会忘了帮我们介绍,比如能量密度更高,目前可制出能量密度为300-400Wh/kg的全固态电池了(一般锂离子电池是100-220Wh/kg),果然可以实现更长的续航里程呀;比如更轻薄,传统锂离子电池中,需要使用隔膜和电解液,它们加起来占据了电池中近40%的体积和25%的质量,而如果把它们用固态电解质取代,正负极之间的距离可以缩短到甚至只有几到十几个微米,这样电池的厚度就能大大地降低;再比如更安全,传统锂电池在耐热性、稳定性都不理想,而固态电池不再使用电解液,将有利于解决以上两个问题。哇,看上去棒棒哒!

然而并不是,固态电池也有它的缺点,比如固态电解质电导率总体偏低,导致其充电效率将比传统锂电池更低,更别说指望它解决电池快充的问题了;再比如就目前而言,其制备的工艺仍十分复杂,技术不成熟,成本也依然太高,这是制约其至今仍未在像手机等用电量更低的用电设备上使用的原因。事实上,就算是在实验室中,目前也仅停留在小规模批量试制固态电池的状态,到将其投入到工业生产中,可想而知还有很长一段路要走。至于大众说的10年是否足够?目前并未有科研机构或者个人敢于预测。

大众就是敢于说这种听上去很激动人心,然而并不靠谱的New Bee。不管了,先说说,反正先让大家觉得我大德国制造是世界前沿的,反正10年后谁还记得我说过这话呢?

镁电池:听上去模模糊糊的

另一边厢,在东亚的顽固派们就显得要严谨得多了,丰田北美研究院在5月早些时候宣布,工程师们“发现了利用镁制作电池的方法”。对的,丰田北美研究院,就说了这么多,没有更多了,剩下的,各位看官自行发挥吧。

有关报道指出,锂是所有金属中最轻的一种,其在自然状态下硬度较低,用一把切黄油的小刀就能毫不费力地将其切割开来。镁则更重,因此能够储存更多的电量。同时该报道还提醒大家,不要高兴太早,每天为手机充一次电的日子还将持续很长时间,因为镁电池上市前可能还需要20年时间进行研究和开发。

锂既不是最佳选择也不是唯一选择

日前,日本新能源产业技术综合开发机构(NEDO)宣布启动“促进创新型蓄电池实用化基础技术开发(RISING II)”研究项目,目标是使性能超过锂离子电池的新型蓄电池达到实用化。计划到2030年使能量密度达到500Wh/kg,实现1万日元/kWh的成本。项目实施期间是2016~2020年度,为期5年,预算约为150-180亿日元(约合人民币9-11亿元)。有京都大学、索尼及丰田等16所大学、10家企业和4家研究机构参与。

NEDO在2009~2015年度开展了“创新型蓄电池尖端科学基础研究事业(RISING)”,作为可实现能量密度500Wh/kg的电池,选定了锌空气电池、硫化物电池、纳米界面控制电池三种。此次的RISING II项目将开展正极、负极及电解质等材料开发,以及单元设计技术等面向实用化的技术开发。

从安全角度考虑,锂电池的能量密度很难进一步进行大跃进式的提升,(不要和我提特斯拉,特斯拉自燃的报道看得少吗?)向固态化发展与开发全新材料的电池,成为取得进一步发展的必经途径。镁电池与其他金属材质的电池探索将有利于电池技术的突破,对未来电动车发展起到飞跃式的作用。

然而就目前而言,除了大众那个看上去十分不靠谱的15分钟充电续航里程480公里之外,包括丰田研究院、日本新能源车研究机构在内,都没有提及充电时间突破问题。未来很长一段时间,充电时间无法有效缩短的问题将制约电动车发展,清华大学欧阳明高教授曾表示“续航300公里以内的电动汽车,取代传统车的可能性不大”,然而他忽略了,哪怕续航里程到500公里,充电时间还将继续制约电动力发展,尤其像中国这样地员辽阔,而生活节奏又十分快、大部分家庭只拥有1辆车的国家。

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