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后锂电池时代的突破点

2020-07-31

  1910年,爱迪生曾说过,在未来15年内,电动车将会用掉比电灯更多的电力。而爱迪生也在那时一直致力于电动车电池的研究,希望能够达到更高的发电效能。如今,爱迪生的预言早已被证实并不准确,且在经过一百年的发展后,电池仍然是电动车始终跨不过去的瓶颈。

  附图 : 锂空气电池结构示意图 BigPic:600x365

  根据ConsumerReport.org在2012年针对汽车品牌调查,有77%的受访者对于电动车有里程限制(Limited Range)的焦虑,42%的人则关心在充电过程中的安全性问题,这些问题都和电动车的“心脏” - 电池有关系。尽管经过长时间发展,电池技术已比原先的效能高上几倍,但仍然没办法满足电动车对更高能量密度的需求。

  两大电池技术遇瓶颈

  在纯电动车中,主要使用两种电池,分别是氢气燃料电池和锂离子电池。

  燃料电池目前在市场中处于高不成低不就的尴尬状态,台湾大学材料所副教授赵基扬指出,关键在于白金触媒成本太高、质子传导膜的操作温度被限制在低温(< 80C)导致电池表现不佳、燃料储存空间太大及氢气的安全性疑虑等三大问题,使得燃料电池的发展受限。

  在燃料电池遍寻不到突破点后,大家又回头看锂离子电池。相较于其他种类电池,锂离子电池拥有较高的体积能量密度,在笔电、智慧手机、平板电脑等行动装置快速普及之下,锂离子电池已成为生活中不可或缺的电力来源,甚至也是当前电动车电池的首选技术。

  然而,随着锂离子电池广泛被使用后,续航力和驱动力成为电动车使用锂离子电池的最大问题。电动车和3C产品耗电量差距过大,锂离子电池必须有更高的容量和效能才能符合电动车的需求。赵基扬表示,锂离子电池有先天的材料限制,其能量密度的成长空间已很有限了,即使做到理论上的最大能量密度,仍难以满足电动车在续航力上的需求。

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