若锂电池无重大技术变革 电动车推广或将停滞不前

据外媒报道，法国于2017年7月初宣布，该国将于2040年禁售燃油车，而印度与挪威分别于2030年、2025年禁售燃油车，只卖电动车。燃油车在全球的前途堪忧，电动车是否能顺利取代呢？

 

各大车企纷纷在电动车领域展开角逐，力图满足市场及用户的需求。沃尔沃承诺，自2019年起，旗下所有新车型都将配备一款电机。

 

如今的电机采用有现代化的设计理念，其结构紧凑，能效极高，可实现零排放，但若要为车辆提供动力，车企不得不为电机搭配一款电池，而这恰恰是当前电动车推广应用受限的症结所在。

 

锂离子电池对电动车推广的制约

 

如今，大多数电动车都采用了锂离子蓄电池组，锂电池在智能手机、平板电脑及笔记本电脑等设备中也有广泛的应用。据全球知名咨询公司——麦肯锡的研究表明，从2010年起至今，电动车车载锂离子蓄电池组的价格下跌了近80%，但其售价依然昂贵。

 

通用旗下雪佛兰Bolt搭载的蓄电池组的售价超过1.57万美元（约合12,150英镑），其售价占到了整车售价的四成以上。据麦肯锡透露，欲使电动车的售价跌至汽油车的价位，或许还需要耗费10年甚至更久。

 

尽管电机的能效要高于内燃机，但电池的储能只占到汽油、柴油等化石燃料（fossil fuel）的一小部分。如今有的电动车续航里程数甚至只有100英里左右。

 

最后，即使最终锂离子电池的售价下跌，但其仍存在安全问题。该类电池需要进行冷却，避免出现电池过热的情况，更何况其所含液态电解质具有易燃性。若电池受损，极易将其引燃。

 

车企的应对之道

 

美国能源部的材料科学家兼Battery500联盟的董事Jun Liu表示：“谈到电动车，就不得不考虑其成本、能量密度及安全性，这三点相当至关重要。”该联盟投入了5000万美元，力图提升锂离子电池的性能，并得到特斯拉及IBM两大公司的支持。

 

“Battery500”中的500意为：将锂离子电池的能量密度翻番，因为锂离子蓄电池的能量密度值一般在250瓦时/千克。Liu表示，这意味着在短期内要优化当前的锂电池技术，并建造规模宏大的生产设施，如：特斯拉在内华达州建造的超级工厂（Gigafactory）。

 

Liu表示：“若能提升制造规模，或将大幅降低锂电池的生产成本。”特斯拉想要独自在全球建立三家超级工厂，每家工厂都拥有超强的产能，相当于2013年锂离子电池的全球总产能。

 

此外，还需要替换当前正在采用的石墨阳极（graphite anode），改用硅质电极。硅的储电量要高于石墨，但充放电时，该材质容易出现膨胀和收缩，并与电解质发生反应，直至将电解质耗尽。由于上述问题的存在，相较于石墨电池，将尚处于试验阶段的含硅质阳极的锂电池更快被淘汰。

 

要解决这类问题，或许要耗费五年时间，但应该能将锂离子电池的能量密度提升至350瓦时/千克。然而，他承认若想要实现锂离子电池能量密度翻番，最少还要等上十年。

 

用户对电动车的需求与担忧

 

但麻省理工学院（MIT）从事能源研究的教授Jessika Trancik表示，纵然存在上述种种难题，但仍无法阻止人们对电动车的购买与使用需求。

 

据她的研究表明，诸如日产Leaf或福特福克斯（Ford Focus）等价格较为便宜的电动车，不仅能满足人们的日常驾驶需求，还能将温室气体排放量降低三成或更多。

 

她表示：“真正的挑战在于帮助人们克服对电动车续航里程数的担忧。当用户购买新车后，他们想要了解车辆的续航里程数。若进行长途行驶，其车辆能否驶达目的地。相较于等待新电池的研发成功，若增设电动车充电基础设施，亦或是采用车辆共享等新业务模式，上述两种方式或许能更快地解决电动车的推广问题。”