今天小编分享的汽车经验:充电5分钟续航2000km,燃油车时代将一去不复返,欢迎阅读。
充电 5 分钟,续航 2000km 都不是梦?
撰文丨智文
责编丨 MANGO
设计丨 PinZow
" 有没有一种液体,加注 5 分钟,续航 800km"这句话如今已经成为了调侃电动车的常用语。新能源汽车发展 10 年过去了,只不过似乎还是老样子,充电慢的痛点却始终没有得到彻底解决。
而事实上,近年来,电池技术的突破并不少,比如经常会听到的,被会为电动车终极解决方案的固态电池,续航轻轻松松超 1000km。然而,除了固态电池以外,其实还有不少极具发展前景的电池技术正在发展中,充电 5 分钟,续航 2000km 都不是梦,下面一起来看看。
固态电池 / 半固态电池
所谓的固态电池实际上是将电池中的液态电解质换成固态电解质。
近年来电动汽车自燃事故频发,其主要原因就是液态电解质过热被点燃,最终导致电池起火。而固态电解质则完全避免了液态电解质的缺点,具备超安全、超高能量密度的特点。
固态电解质的工作电压能够达到 5V,而电解液只能在 4V 左右,这意味着,固态电池的能量密度能够大幅提升,并且能取代电解液和隔膜,同时与金属锂负极结合,实现高度集成化。理论上重量能量密度的 500Wh/kg,体积能量密度最大 1000Wh/L,而目前液态电池的能量密度大多还停留在 250Wh/kg 以内。同时固态电池的循环寿命超 5000 次(液态约 3000 次),能够达到 1000km 起步续航水平。
相比固态电池的姗姗来迟,半固态电池近年来已经在装车量产验证中了,东风旗下已有两款搭载半固态电池车型,但其电池性能相较于目前液态电池而言并不具备优势。蔚来 ET7 可搭载卫蓝新能源研发的 360Wh/kg 电芯,续航可突破 1000 公里。赛力斯 SERES5 搭载赣锋锂业第一代固态电池,能量密度为 260Wh/kg。上汽、长安、广汽、北汽等车企也都推出了半固态电池的装车计划。
锂硫电池
锂硫电池是以硫单质作为电池正极的的一种锂电池,但与一般锂电池通过锂离子脱嵌实现充放电不同,锂硫电池是以电化学转化反应为基础,同时也是能够更轻松实现全固态电池形态的一种电池类型。
锂硫电池的能量密度很高,理论比容量可以超过 2600Wh/kg,所以在同续航里程的车型上,电池能做得非常轻巧。
其次就是充电快,通过多硫化物浓度的平衡就能大幅度提升电池的充电效率。据说能做到充电 5 分钟,续航 2000km,比油车更有优势。
还有就是成本低,锂硫电池中的硫元素在地球中的含量极为丰富,价格便宜,同时也没有钴、锰、镍等重金属污染,而且低温性能表现稳定,能够在 -50 ℃至 -40 ℃之间稳定充放电。
但相对来说锂硫电池的缺陷也很明显,高倍率放电能力较弱,容易出现虚电现象,电池容量衰减快,电池损坏几率更大。不过对应这些缺点目前也有相应的解决方案。
关于锂硫电池的最新进展,国内中科院金属研究所与新金路集团合作研发石墨烯锂硫电池,中核钛白占股公司与江苏合志新能源生产锂硫电池,中科院宁波材料所和赣锋锂业合作开发锂硫电池等。锂硫电池技术已具备可普及的成熟度,可以进行一定程度的产业化推广。
海外方面已经验证了锂硫电池在消费电子领網域的应用,据小道消息称,丰田计划在 2027 年左右推出搭载锂硫电池的车型。
钠离子电池
钠离子电池被视为电车价格战的终结者,相对于锂离子电池,其最大的优势是便宜,成本低。因为钠元素是地壳含量第六高的元素,地壳丰度高达 2.30%,是锂元素的数倍,且全球各地分布均匀,我国可实现自主可控。
钠离子电池在 -40 ℃至 80 ℃之间可正常工作,同时具有出众的倍率性能。宁德时代的第一代钠离子电池在常温下充电 15 分钟可达 80% 电量,中科海钠制造的钠离子电池 12min 充至 90%,充电速度高于锂离子电池和铅酸电池。
另外钠离子电池在所有安全项目测试中,均未发现起火爆炸等锂电常出现的热失控现象,安全性更好。
但相对来说,能量密度较低是钠离子电池一大缺陷,目前应用场景主要集中在如电动二轮车、电动三轮车、低速四轮车等能量密度要求不高的产品上。不过得益于倍率性能,未来可能会在 A0 级的城市通勤小车上广泛应用。
无论是锂硫电池还是钠电池,都拥有着非常广阔的市场前景,但短时间内让那个存在诸多挑战和问题,距离装车量产,还有很长的一段路要走。但既然方向是正确的,只要不断提出解决方案,消除缺陷之后必然会广泛普及,届时新能源车市场又会迎来新的变革,燃油车的时代也将一去不复返。
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