新能(néng)源汽車(chē)電(dià↑n)池技(jì)術(shù)的(de)發展曆程和(hé)♥₽γ趨勢
新能(néng)源汽車(chē)之所以能(néng)夠發展起來(lái±φ' )無外(wài)乎各國(guó)政府政策的(de)支持，但(dàn)更大(dβεà)的(de)原因在于人(rén)們對(duì)于環保意識的(de)覺醒。'>₩π大(dà)家(jiā)都(dōu)知(zhī)道(dào)燃油車(chē)對(<φduì)于環境的(de)危害是(shì)巨大(dà)的(de)，尤其在如(rú)今燃油車(cα£hē)數(shù)量不(bù)斷增加的(de)情況下(x₽§"'ià)，新能(néng)源汽車(chē)的(de)•✘出現(xiàn)是(shì)汽車(chē)行(xíng)業γφ✘(yè)發展的(de)必然。制(zhì)約新能(néng)源汽✔÷車(chē)發展的(de)最大(dà)因素并不 ✘♥(bù)是(shì)配套設施，設施隻要(yào)有(yǒu)著(zhe)資金(₹✘₩>jīn)的(de)投入是(shì)可(kě)∑ε以輕而易舉的(de)完成的(de)。最主要(yào)'↓的(de)因數(shù)在于新能(néng)源汽車(chē)發展技(jì)術(sφ✘¶hù)以及人(rén)們的(de)認可(kě★§)程度，還(hái)有(yǒu)新能(néng)源汽車(chē)是←±(shì)否真的(de)環保，否則發展這(zhè)一(yī)切也(yě)就(jiù)失去(qβγù)了(le)意義。
市(shì)面上(shàng)流行(xíng)的 π(de)新能(néng)源汽車(chē)主要(yào)有(yǒu)以下(xià)4種類 •"型，純電(diàn)動汽車(chē)，插電(diàn)式混合動力，混合動力，氫≤ 燃料汽車(chē)四大(dà)類。對(duì)于這(zhè)幾款車(chē↔)型而言，并不(bù)意味著(zhe)誰淘汰≥δ∞ 誰的(de)問(wèn)題，也(yě)不(bù)存在誰優誰劣的(d×↔e)情況，而是(shì)在不(bù)同的(de)地>≈↔(dì)區(qū)市(shì)場(chǎng)會(huì)有(yǒu)不(bù)同的(de)表≠→現(xiàn)。而在中國(guó)，出于對(duì)環境保護的(de)需要€σ(yào)，在各個(gè)發展領域都(dōu)有 ≠ λ(yǒu)涉及。但(dàn)新能(néng)源汽車(chē)的Ω★"↑(de)發展歸根結底在于電(diàn)池技(jì)術(shù)的(de)發展，不(↔↔∑bù)管是(shì)哪種車(chē)型都(dōu)是(shì)依賴于電(diàn)池技(₩∏®εjì)術(shù)。
純電(diàn)動汽車(chē)最早使用(yòng←♥©)的(de)是(shì)鉛酸電(diàn)池，鉛及其氧化(huà)物(wù)制(zhì)成作(zuò)為(wèi)電♦₹<$(diàn)極材料，硫酸溶液作(zuò)為(wèi)電(diàn)解液，這(zhè)$"是(shì)現(xiàn)在大(dà)部分(fēn)電(diàn)動自(zì)行(xín≈♦g)車(chē)的(de)動力源，低(dī)成本是(shì)其最大(dà)的(de)優勢。∑σ"不(bù)過，因為(wèi)鉛酸電(diàn)池的(de)能(néng)量密度低(dī☆ <)，從(cóng)而帶來(lái)了(le)體(tǐ)積大(dà)、容量小(xiǎo)等問(wèαn)題，無法滿足一(yī)台汽車(chē)對(duγ₽ ì)于自(zì)重的(de)控制(zhì)、驅動力的(de)消耗，乃β ↓¥至每年(nián)超過1萬公裡(lǐ)行(xíng)程的(de)使用(yòng)壽命，£€ε所以無法大(dà)規模用(yòng)于量産車(chē)上(shàng)，最終被汽車(c&$hē)廠(chǎng)商淘汰。
鎳氫電(diàn)池與我們的(de)日(rì)常生(shēng)活很(hěn)近(j£★ìn)，從(cóng)早期的(de)随聲聽(tīδ¥"©ng)到(dào)現(xiàn)在的(de)充電(diàn)牙刷等§↓'小(xiǎo)型電(diàn)器(qì)很(hěn)常見(jiàn)，正極為(wèi)鎳氫的(≤♥de)化(huà)合物(wù)，負極為(wèi)金(j☆≠īn)屬氫化(huà)物(wù)，其能(néng)量密"∏度、充放(fàng)電(diàn)次數(shù)相(xiàng)比鉛↔ 酸電(diàn)池有(yǒu)不(bù)小(xiǎo)的(de)提升，并且電(diàn)解液不(bΩ♦ù)可(kě)燃、安全性有(yǒu)保障，制(zhì)造工(gōn¥g)藝成熟，比亞迪在造車(chē)之前就✘∏ €(jiù)是(shì)全球第二大(dà)的(↕↕de)鎳氫電(diàn)池制(zhì)造商。不(bù)過，因為(wèi)鎳氫電(diàn)池≈¥¥充電(diàn)效率一(yī)般、有(yǒu)充電(diàn)有(y®γ'ǒu)記憶效應、工(gōng)作(zuò)電(diàn)₩✘壓較低(dī)（無法使用(yòng)高(gāo)壓快(kuài)充）↓→，并不(bù)适用(yòng)于汽車(chē)的(de)單一(yī)動力源，适合輔助發動機¶♣§(jī)工(gōng)作(zuò)。後來(lái)随著(zh☆©e)锂電(diàn)池的(de)廣泛推行(xíng)，逐漸退出了(le)汽車(chē)領λ₹↔β域
锂電(diàn)池正是(shì)現(xiàn)階段新能(néng)源車(chē)的(de)↓♠∑主流選擇，锂的(de)化(huà)合物(wù)（錳酸锂↔λ £，磷酸鐵(tiě)锂等）作(zuò)為(wèi)電(diàn)極材料，石墨作(zuò)為(♣<'&wèi)負極材料，其優勢在于能(néng₹")量密度高(gāo)、體(tǐ)積小(xiǎo)∑ 、重量輕、充電(diàn)效率高(gāo)。決定锂電(diàn)池類型或者說(¥≈shuō)性能(néng)的(de)主要(yào)因素，在于電(diàn)池兩極的¶φ→β(de)材料，其中正極的(de)材料是(shì)☆₽★ 現(xiàn)階段的(de)關鍵，如(rú)主流的(de)磷酸鐵(tiě)锂¶✔"、三元材料中的(de)钴酸锂、鎳钴錳等，在容量、成本、低(dī)✔α£↓溫充放(fàng)電(diàn)、安全性等多(duō)個(gèβ₩)維度上(shàng)存在差異。不(bù)過锂電(diàn)池γ☆受氣溫的(de)影(yǐng)響比較大(¶"÷dà)，在冬季受氣溫影(yǐng)響續航裡(lǐ)' 程隻能(néng)達到(dào)平時(shí)的(de)60、70%，嚴重受限。雖然一(yī©←)直采取相(xiàng)應的(de)措施，但(dàn)是(shì±π)效果并沒有(yǒu)理(lǐ)想中那(nà)麽好(hǎo)。
上(shàng)面是(shì)現(xiàn)有(yǒu)電(diàn)池的(de ₹)種類，下(xià)面說(shuō)一(yī)下(xià)未來(lá£'λ∏i)電(diàn)池的(de)種類會(huì)是(shì)什(shén)麽樣的(de)。
大(dà)家(jiā)都(dōu)知(zhī)道(dào)✔•≠★H2＋O2燃燒最終得(de)到(dào)的(de)水(shuǐ)，所以氫氣是(shì)↕↕非常理(lǐ)想的(de)清潔能(néng↑♦)源。就(jiù)氫氣本身(shēn)來(lái)說(shuō)，燃燒可(k>♣ě)以釋放(fàng)大(dà)量的(de∏₩)能(néng)量、低(dī)溫表現(xiàn)上(shàng↕→♠)佳，最重要(yào)的(de)加氫的(de)效率高(gāo₹₽± )，加氫隻需5分(fēn)鐘(zhōng)就(jiù)能(néng)行(xíng)駛超過600 ★公裡(lǐ)，并且這(zhè)個(gè)數(s₽♣≤hù)據還(hái)有(yǒu)提升的(de)空(kōn'★g)間(jiān)，以上(shàng)這(zhè)些(xiē)都(dōu)要(yào ©<)遠(yuǎn)遠(yuǎn)優于現(xiàn)有(yǒu)的(de)锂電(diàn)池∏β£。
關于氫燃料電(diàn)池車(chē)投入方面，日(rì)、韓兩國(guóφ®←)的(de)車(chē)企早就(jiù)開(kāi)始了(←§le)研究，如(rú)今已經小(xiǎo)範圍投入到(dào)了(le)各自(zì£₹☆×)國(guó)家(jiā)的(de)市(shì)場(chǎng)中，如(rú)'®₹筆(bǐ)者春節前試駕的(de)現(xiàn)代NEXO氫燃料電(dià✔׶←n)池車(chē)，已經大(dà)量用(yòng)于平昌冬奧☆← 會(huì)并上(shàng)市(shì)銷售。
而氫氣這(zhè)麽好(hǎo)的(de)能(néng)源，為(wèi)什(shén€ ∏)麽不(bù)推廣？因為(wèi)以現(xiàn)在的(de)技(jì)術(shù)獲取氫♦δ÷ε氣太難了(le)。大(dà)家(jiā)σβ®都(dōu)學過電(diàn)解水(shuǐ)能(néng)得 ↓®(de)到(dào)氫氣，但(dàn)耗₩₹費(fèi)電(diàn)能(néng)去(qù)電(diàn)解水(shuǐ)，然後再燒氫氣最♠↕終變成水(shuǐ)，這(zhè)個(gè)過程的(de)用(yòng)電(di≥®→àn)量和(hé)損失還(hái)不(bù "≈)如(rú)直接給锂電(diàn)池充電(dià↑"n)，成本太高(gāo)。而成本、工(gφ¥✔ōng)藝都(dōu)比較合适的(de)是(shì)£≥從(cóng)石油、天然氣裡(lǐ)提取，但(dàn)量并不(bù)$$σ大(dà)，所以燃料電(diàn)池車(chē)“隻★>"λ聞其名、難以推廣”。
石墨烯電(diàn)池
對(duì)于未來(lái)新能(néng)源車(chē)的(de)動↕≈力電(diàn)池討(tǎo)論，最靠譜、討(tǎγ≈§≠o)論最多(duō)的(de)要(yào)屬石墨烯電(diàn)池了(le)，将一(yī)些(xi≥∞ē)專業(yè)角度的(de)解讀(dú)“翻譯”一(yī)下(xià)就(↕≠jiù)是(shì)：用(yòng)這(zhè)種材料結合锂電(diàn)池有♦→(yǒu)兩種使用(yòng)方法，一(yī)是(shì)用(yòng)石墨烯的(de)複合材料作₹Ω←(zuò)為(wèi)锂電(diàn)池的(de)導電∑(diàn)劑，二是(shì)直接用(yòng)作(zuò)負極，效果都(dōu)是($§ shì)增加锂電(diàn)池的(de)活性，從(cóng)而提升電(diàn)動車 ↑(chē)的(de)續航裡(lǐ)程、充電¶€$(diàn)速度。
石墨烯－碳化(huà)海(hǎi)綿锂氧電(diàn)池
石墨烯電(diàn)池可(kě)以有(yǒu)效解決锂電£∏§'(diàn)池的(de)短(duǎn)闆，産品特質與新能(néng) ♣ λ源車(chē)用(yòng)戶使用(yòng)直接挂鈎。這(zhè)種材質的(de)好(hǎo) '處确實大(dà)，而且韓國(guó)三星也(yě)已經對(duì)外(wài)公布掌握了(le ¶ ÷)這(zhè)項技(jì)術(shù)，但(dàn)成本是(shì)一(yī)大(dà)瓶頸，×₩≤♠石墨烯的(de)獲取不(bù)太容易，早期是(shì)₩♥© 用(yòng)于航天領域的(de)一(yī)種材料，何時(α♦™shí)、采用(yòng)什(shén)麽方式降低(dī)成本，将是(shì)這₽★ ≥(zhè)項優質産品“飛(fēi)入尋常百姓家(jiā≤λ)”的(de)一(yī)大(dà)難題，各個(gè)汽車↓'(chē)廠(chǎng)商都(dōu)還(hφΩ±ái)沒有(yǒu)公布在這(zhè)方面發力∞∞↑₽的(de)計(jì)劃。
石墨烯锂電(diàn)池效果圖
簡單來(lái)說(shuō)，純電(diàn)動車(chē)的(de)工(gōπλ£★ng)作(zuò)原理(lǐ)是(shì)“充電(diàn)直接用(yòπ∞ng)電(diàn)”，氫燃料電(diàn)池車(chē)則是(shì)H2＋O ®&2 “燒成”（化(huà)學反應）電(diàn)∞δ✘♥能(néng)和(hé)水(shuǐ)，相(xiàng)當于“燒氫”來(lái)發電(←Ωdiàn)。兩種“電(diàn)池”同樣都(dōu)是(shì¥λ)零排放(fàng)，電(diàn)動車(chē)锂電(diàn)池∞∞α能(néng)力密度更小(xiǎo)、低¥'∞Ω(dī)溫活性差影(yǐng)響續航，充電(diàn)速度慢(màn)的(d¶<e)問(wèn)題，氫燃料電(diàn)池完全沒有(yǒu)，而且工(gōng)作(zuò)效率∞₹↓要(yào)高(gāo)出不(bù)少(shǎo)，這(zhè)正是(shì)氫被稱為(wè£β♣€i)優質能(néng)源的(de)原因。
固态锂電(diàn)池顧名思義就(jiù)是 ₩(shì)不(bù)再使用(yòng)液态的(de)電(diàn)解液，采用(yòng)固态電("♦diàn)解質，其能(néng)力密度遠(yu∞¶ǎn)超現(xiàn)在的(de)主流的(d↔¥e)锂電(diàn)池，這(zhè)意味著(z ±he)純電(diàn)動車(chē)型更高(gāo)、甚β∏♣™至達到(dào)節能(néng)型汽油車(chē)的(de)續航裡(lǐ)程☆φ∏₹，并且充電(diàn)效率相(xiàng)比現(xiàn)階段也(yě)有(yǒu)著(✘§★zhe)質的(de)飛(fēi)躍，據悉裝備固态電(diàn)池的(de)•✘電(diàn)動車(chē)，最理(lǐ)想化(huà) 的(de)充電(diàn)速度可(kě)達到(dào)1分(fēn)鐘(z§&←λhōng)增加800公裡(lǐ)，這(zhè)可π™÷π(kě)以說(shuō)是(shì)新能(néng)源車(chē)的(de)最佳核心部件(jiàn×® π)。
現(xiàn)階段，一(yī)些(xiē)海(hǎi)外(wài)的(de)能(néng)源、 ★ε科(kē)技(jì)企業(yè)，以及松下(xià)∏♣等電(diàn)池制(zhì)造商都(dōu)開(kā↑→¥i)始了(le)固态電(diàn)池的(de)研發，汽車(chē)廠(chǎng)♠γ★商涉及這(zhè)方面的(de)隻有(yǒu)豐田、 '&¶本田以及日(rì)産三大(dà)日(rì)系車(chē)企，這(☆↕λzhè)源于日(rì)本國(guó)家(j≠™€★iā)層面的(de)助推。從(cóng)已經開(kāi)始£π₩ 研究固态電(diàn)池的(de)各方計(jì)劃±≈φ來(lái)看(kàn)，預計(jì)2020年(nián)将在成¥≈本、能(néng)量密度和(hé)生(shēng)産制(zhì∏¶)造方面有(yǒu)突破性進展。到(dào)2030年(nián)才能(néng δ)将這(zhè)項研發成果落地(dì)、在新能(néng)源✘• 車(chē)領域廣泛普及，即離(lí)我們還(hái)有(yǒu)些(xiē)遠≈&(yuǎn)，這(zhè)也(yě)是(shì)各大(dà)車(chē)企發布2025年•£(nián)全球禁售燃油車(chē)的(de←>←∑)應對(duì)戰略時(shí)，并未提及固态電(diàn)池的(de)原因。
