电动汽车又出大新闻了。特斯拉出了平价新车,续航里程也增加了。
起售价3.5万美元,一次充电可行驶344公里。这样的电动汽车是普通消费者比较能够接受的。
发展前景广阔的电动汽车迟迟未能进入寻常百姓家,最大的制约,一方面是价格高高在上,一方面是电池续航能力不济。
目前,人们都希望“终极电池”能够解决电动汽车续航能力不济的问题,从而促使电动汽车大幅降价。然而传说中的“终极电池”还要多长时间才能面世?未来电动汽车到底能跑多远?
充得慢、跑不远
——制约电动汽车发展的魔咒
电动汽车慢充一次6到8个小时,还不一定能找到合适电源。快充一次,一个半小时,却只能充满80%。
充得慢、跑不远,几乎成为制约电动汽车发展的魔咒。
增加充电设施并不能解决电动汽车充电时间长的问题。电动汽车性能的改进,最终要依靠电池技术革命。只有电池续航能力增加了,电动汽车才能显示出汽油车无法比拟的优势来。
他举国内一家企业的电动汽车所用锂电池为例说:“现在(锂电池)能量密度约180瓦时每公斤,续航里程约200公里。未来几年内,产业界目标是提高到300至400瓦时每公斤,加上相应改进措施,(电池)续航里程就可达到470和628公里,可以和汽油车相比拟了。”
北汽福田乘用车设计院副院长陈小江预计,2018年左右,全球主要电动汽车厂商都会陆续推出400至500公里续航能力的电动车。届时,电池性能指标会大幅提升,电动汽车价格将大幅下降。
德国奥迪汽车公司去年也宣布计划于2018年量产它的第一台纯电动汽车,续航里程可达500公里。
跑得远、充得快
——哪种电池技术能够脱颖而出
据专家介绍,未来电池技术发展大抵经历三个阶段,首先是第三代锂离子电池,之后是固态锂电池,终极目标可能是固态锂空气电池。
目前比较引人关注的是锂空气电池,各国也在竞相研究。锂空气电池被称为“终极电池”,它以锂金属为负极,导电碳材料为正极,放电时从负极出发的锂离子与空气中的氧气反应。从理论上计算,这种电池的能量密度是所有锂电池之最。
去年10月底,英国剑桥大学的刘韬等科学家在《科学》杂志上报告说,开发出的锂空气电池模型的能量密度达约3000瓦时每公斤,是现有高性能锂电池的10倍多。这项成果也入选中国科学院、中国工程院两院院士评选出的“2015年世界十大科技进展”。
陈小江说,锂空气电池技术一旦成熟,有可能改变人们对充电的概念。当电池电量不足时,人们只需要更换电极材料,不再需要充电,更不需要长时间等待。
这种技术到底离我们还有多远?美国阿尔贡国家实验室科学家陆俊说:“锂空气电池基础研究进展很快,但锂空气电池还没有到商业化的阶段。我估计,它的商业化需要5到10年时间。”
“将来锂空气电池商业化了, 也不意味着其他电池技术就没有市场,”刘韬对记者说,“到底哪种电池技术能够在竞争中首先脱颖而出,我们拭目以待。”
机遇大、指导强
——中国电池研究有望占领先位置
新能源汽车是新经济在工业领域一个标志性行业。许多国家和企业都想占领产业制高点。德国计划到2050年全面禁止生产汽油车和柴油车。丰田公司也表示将于2050年停止推出汽油车和柴油车。
中国不少汽车厂商也计划到2025年将新能源汽车占比提升至80%。“做电动车,比做传统燃油汽车的机遇要大。”福田汽车新能源技术中心系统开发部部长刘溧说。
各国对电动汽车尤其是动力电池的重视,决定着消费者的直接体验以及各国如何占领产业制高点。在中国,电池焦虑症、开电动车不敢远行等问题,受到了政府、科研界、企业前所未有的重视。
中国政府制定的《中国制造2025》规划中,有多处与电池有关的内容,对电动车动力电池系统、全新材料体系电池技术等方面都提出了具体指标要求。国家还对新能源汽车产业进行指导和扶持,极大促进了新能源汽车的普及以及电池的研发。
在电池革命这场世界性角逐中,中国的科研人员有冲到世界前沿的决心。“我们希望争一口气,用中国的材料和中国的装备,做出高水平的电池来。”李泓说,中科院启动了战略先导专项,研究如何将锂空气电池中的电解质从液态换为固态,从而获得更为高效和安全的“终极电池”。
在未来的新能源革命中,电池将是重要的助推力。“中国在这方面处于很有利的位置,将来可能做到领先,”李泓说。
据李泓介绍,国际公认的SCI数据库收录的锂电池领域的论文中,中国论文数量占全球总数47%,以绝对优势高居第一;中国拥有全产业链,即在锂电池产业里几乎没有一个材料需要依赖进口。
在电池领域,企业的积极性也很重要。“我们的电池研发团队有1000多人,我们在研发几乎所有的电池技术,”比亚迪股份有限公司总裁王传福说。
市场快速发展、政策扶持、基础研究的突破以及企业投入,给新能源汽车带来发展的春天,而新能源汽车的发展也带来了动力电池的春天。我们期待着春天里的辛勤结出盛夏的果实,期待着终极电池最终解决电动汽车续航里程短的问题。
新华社北京4月5日电