鉅大LARGE | 點擊量：1169次 | 2020年04月29日
電動汽車時代，電池新技術層出不窮
除了鋰離子電池，還有許多可望改寫電池產(chǎn)業(yè)格局的其他新技術陸續(xù)出現(xiàn)，最終將有助于延長電動汽車的續(xù)航里程…
為了在主導電動汽車(EV)市場的競賽中脫穎而出，電池技術以及先進的充電基礎設施就和考慮價格、軟件升級以及汽車外型相同重要。這就是為何我國公司紛紛砸大錢投資電池技術，期望迎頭趕上甚至超越特斯拉(Tesla)目前領先業(yè)界的電池技術與制造能力。
幾乎所有的電池制造重心都在于鋰離子技術，但可望改寫電池產(chǎn)業(yè)格局的其他新技術也陸續(xù)出現(xiàn)，最終將有助于延長電動汽車的續(xù)航里程。例如，讓電動汽車的行駛里程新增到相當于加滿一油箱的續(xù)航力，將成為加速電力傳動系統(tǒng)超過內(nèi)燃引擎的轉(zhuǎn)折點。
特斯拉正穩(wěn)步使其電池組成本達到每千瓦時(kw/hr)約100美元的目標嗎？
鋁和鋅空氣電池
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
隨著新興電池技術出現(xiàn)，新的無線方法也經(jīng)證實能夠讓電動汽車電池的充電速度如同為汽車加滿油箱相同快速。
由于鋰離子電池技術可能即將達到其摩爾定律(Moore’sLaw)的上限，研究人員只得另辟蹊徑，追求剛進入市場不久的鋁和鋅空氣電池等技術。這些新技術得以崛起的關鍵在于能夠提高充電性能，同時展現(xiàn)可將能量儲存成本降低到每千瓦時(kw/hr)約100美元基準的能力。
據(jù)估計，鋅空氣電池最早可在2019年進入電動汽車市場，最終還可能變得比鋰離子電池更便宜、更輕薄且更安全。諸如EnZinc和NantEnergy等電池新創(chuàng)公司正積極推廣鋅電池技術，由于其潛在能量密度和充電能力接近鋰離子池，可望成為比鋰離子電池更便宜、更安全的替代技術。
NantEnergy推出的首款鋅空氣可充電電池經(jīng)已相關經(jīng)驗證可在全球部署，并為20萬人供應單一電源。同時，該公司聲稱新的可充電電池已經(jīng)突破了100美元/kWh時的制造成本障礙了。（來源：NantEnergy）
EnZinc表示，三維(3D)的“鋅基電池將以更低成本供應所需的電力和續(xù)航力，而且它們的重量更輕、續(xù)航力更長、更安全且可回收?！?/p>
金屬-空氣電池的缺點之一是易于腐蝕。這意味著像鋁空氣電池等具有發(fā)展前景的新技術可能很快地就失去了儲存的電荷。研究人員最近在《科學》(Science)期刊上發(fā)表了一種抗腐蝕的方法——使用油作為減少腐蝕的緩沖劑。這種方法也適用于鋅空氣電池，使其延長保存期限。
支持陣營認為，假如這些研究結果進展順利，很快地，輕量、精巧的鋅空氣和鋁空氣電池就可以作為電動汽車的備用電源。
同時，特斯拉持續(xù)在其位于美國內(nèi)華達州的“超級電池廠”(Gigafactory)加速生產(chǎn)鋰離子電池，并在我國打造新的電池廠——特斯拉和電池合作伙伴松下公司(panasonic)占全球電動汽車電池產(chǎn)量的60%。包括像時代新能源科技(ContemporaryAmperexTechnology；CATL)等我國競爭對手也正斥資數(shù)十億美元，致力于成為我國的松下。其成功的關鍵之一在于利用我國國內(nèi)關于電動汽車成長的需求。
超級充電站基礎設施
特斯拉、保時捷(porsche)以及其他電動汽車競爭對手則大量投資于超級充電站(supercharging)基礎設施，目標在于讓電動汽車電池充電的速度就和為汽車加滿油箱相同快。其他方法也正陸續(xù)出現(xiàn)中，最終將能夠讓電動汽車能夠邊行駛邊充電。
例如，美國能源部的橡樹嶺國家實驗室(U.S.EnergyDepartment’sOakRidgeNationalLaboratory；ORNL)于十月宣布，研究人員開發(fā)出一種專用于電動汽車的120kW無線充電系統(tǒng)。橡樹嶺國家實驗室的工程師聲稱這種無線充電系統(tǒng)的電力較2016年開發(fā)的無線充電系統(tǒng)更高6倍，展現(xiàn)了該實驗室所聲稱的“在縮短充電時間方面邁出了一大步，并媲美汽車在加油站加油的速度和便利性”。
OakRidge的上一代20kW無線充電系統(tǒng)，目前正針對送貨卡車等應用進行改進。這項研究由美國能源部(DoE)的車輛技術辦公室(VTO)贊助，并在OakRidge實驗室的國家交通研究中心進行研究。
美國橡樹嶺國家實驗室在2016年開發(fā)的20kW無線充電系統(tǒng)，效率可達90%。（來源：OakRidgeNationalLaboratory）
研究人員的下一步是將功率傳輸能力擴展到350kW，同時探索“動態(tài)無線充電方法”，即透過安裝在道路下方的無線充電墊，自動為電動汽車輛充電。
OakRidge實驗室電力電子和電氣機械部門項目負責人VedaGaligekere說：“我們的目標是在高速公路上實現(xiàn)動態(tài)充電?！?/p>
無線充電架構是從電網(wǎng)獲取能量，并將其轉(zhuǎn)換為高頻交流電(AC)。所出現(xiàn)的磁場可用于在大氣隙上傳輸功率。研究人員表示，經(jīng)過傳輸后它將再轉(zhuǎn)換回直流電(DC)并儲存在車輛電池中。
OakRidge電力電子系統(tǒng)研究部門的OmerOnar補充道：“無線充電是交通運輸電氣化的關鍵推動技術，因為它安全、方便，而且效率高?！?/p>
