1799年,意呆利物理學(xué)家伏特把一塊鋅板和一塊錫板浸在鹽水里,發(fā)現(xiàn)連接兩塊金屬的導(dǎo)線中有電流通過。于是,他就把許多鋅片與銀片之間墊上浸透鹽水的絨布或紙片,平疊起來。用手觸摸兩端時,會感到強烈的電流刺激。伏特用這種方法成功地制成了世界上第一個電池──“伏特電堆”。
故而電池從問世到現(xiàn)在,足有兩百多年的歷史。
但兩百多年過去,電池的能量密度,始終沒有明顯的提升。
最早廣受使用的電池為碳鋅電池,它的能量密度約為30-100Wh/kg,特點是只能一次性使用,但價格低廉。
隨后發(fā)明出來的鉛酸蓄電池,應(yīng)用更加廣泛,能量密度約為80-120Wh/kg,但是可反復(fù)充電、放電,價格便宜,迅速成為主流,并且流行了上百年之久,到現(xiàn)在還沒有淘汰。
但鉛酸蓄電池的能量密度實在太低了,于是上世紀(jì)六十年代,鋰電池應(yīng)運而生,能量密度高達(dá)150-250Wh/kg,相當(dāng)于鉛蓄電池的兩倍。
某些高性能的鋰電池,能量密度甚至可達(dá)到300Wh/kg,并且理論上具有達(dá)到1000Wh/kg能量密度的可能。
但理論只是理論。
實際情況當(dāng)中,鋰電池的能量密度,很難超過350Wh/kg。
只能算是一種“半高能電池”。
且由于技術(shù)復(fù)雜、安全性、生產(chǎn)成本高等原因,鋰電池一直到21世紀(jì)才大規(guī)模推廣,逐漸成為了主流。
而除此之外,電池的發(fā)展路徑眾多,未來能量密度更高、壽命跟長、更安全的幾種電池,都有機構(gòu)在進行研發(fā)。
如金屬-空氣類電池。
此類電池的代表為鋅空氣電池。鋅空氣電池的比能量是鉛酸蓄電池的4~6倍,比鋰離子電池比能量都大1倍,以其作為動力的電動汽車最大行程可達(dá)400km。
鋅空氣電池制造工藝簡單,成本低廉。大批量成本約為300~500元/kVAh,比鉛酸蓄電池還低。且安全可靠,即使外部遇到明火、短路、穿刺、撞擊等情況,都不會發(fā)生燃燒、爆炸。
但即便有如此之多的優(yōu)點,鋅空氣電池也存在一些致命的弊端,它的使用成本相對高,充電過程復(fù)雜;實際使用壽命短,為1~2年,這主要不是因為電池的電化學(xué)性能差,而是電池的結(jié)構(gòu)帶來的影響;批量生產(chǎn)加工工藝不夠成熟。這主要是催化膜和防水透氣膜的制造,大多需要半機械操作,存在一些手工因素,導(dǎo)致電極性能有差異。
所有金屬-空氣電池的推廣,還是較為困難。
此外還有全固態(tài)電池、納米晶體鋰離子電池、燃料電池……等等至少幾十種的電池。
它們的能量密度,有的宣布達(dá)到了500Wh/kg,有的宣布超過800,還有的突破了1000,可謂令人振奮,仿佛看到了高能電池時代到來的希望。
但……然并卵。
實驗室表現(xiàn),不等于實際表現(xiàn)。
實驗室內(nèi)的產(chǎn)品,不一定能成為市場產(chǎn)品。
而當(dāng)前市場中,可購買到的、能量密度最高的,是一種由鎳鈷錳酸鋰組合的三元聚合物材料(Li(NiCoMn)O2)作為正極的三元電池。
這類電池中,國內(nèi)某廠家結(jié)合石墨烯技術(shù),做到了能量密度550Wh/kg的世界最高程度,當(dāng)時便在全世界引發(fā)轟動,被認(rèn)為新能源時代即將到來。
但這種高興,可能還為時尚早。
因為汽油的能量密度,高達(dá)12000Wh/kg,最好的三元電池,能量密度也不過是汽油的4.58%,二十分之一不到。
三元電池技術(shù),還未到取代傳統(tǒng)能源的時候。
只是看到了一絲希望。
而星?萍肌案吣1號”電池的研制成功,則是直接實現(xiàn)了這個希望。
研究中心內(nèi)。
故而負(fù)責(zé)該項目的趙強興奮說道:“陳總,電池技術(shù)上,我們實現(xiàn)了一個驚人的跨越式突破!”
“首先我們的‘高能1號’,不是傳統(tǒng)的液體或半固態(tài)電池,而是全固態(tài)電池!”
“全固態(tài)電池的安全性最高,耐沖擊、耐高溫、穩(wěn)定性好,充電次數(shù)較其他類型的電池更多。”
“比如質(zhì)量最好的三元電池,它的充電壽命是1500次,充電約800次后,電池容量下降到80%;但‘高能1號’的充電次數(shù)可以達(dá)到1萬次,五千個充電-放電循環(huán)之后,電池容量才會下降到80%左右。”
“而且‘高能1號’電池內(nèi),集成了當(dāng)前最先進的石墨烯快充技術(shù),比如我手中的這塊1萬毫安時的手機用電池,它最高支持100瓦的快速充電技術(shù),只需6到10分鐘,這塊電池就能充滿,而且不用擔(dān)心發(fā)熱過大。”
趙強拿著那塊小巧的電池繼續(xù)道:“至于它的能量密度,由于采用了一種全新的納米聚合物材料,作為電池的正極,它的能量密度實測達(dá)到了1500Wh/kg的程度。”
“這是普通鋰電池的六七倍!相當(dāng)于汽油的八分之一。”
“但在實際的使用過程中,發(fā)動機中燃燒的汽油,能量利用效率最多為40%,一般是30%多!
“電池的利用效率一般是90%以上!
“所以從能量的利用效率上看,‘高能1號’電池的實際效能,相當(dāng)于汽油的三分之一!
汽油的三分之一!
這可謂是相當(dāng)?shù)牟坏昧肆恕?br />
電動汽車的推廣潛力,瞬間超過了傳統(tǒng)燃油汽車。
因為較之于燃油汽車的發(fā)動機,電動汽車的電動機結(jié)構(gòu)簡單,質(zhì)量更輕,加上一些附帶的機械結(jié)構(gòu),一下省去了上百公斤的質(zhì)量。
取消了變速箱等復(fù)雜傳動結(jié)構(gòu)。
總體減重至少在200公斤以上。
當(dāng)然為了實現(xiàn)跟燃油車相當(dāng)?shù)睦m(xù)航,電池組的數(shù)量一定會增加,以一箱汽油50公斤的質(zhì)量換算,必須搭載150公斤份量的“高能1號”電池,才能達(dá)到相同的續(xù)航。
即便如此!
搭載了“高能1號”的電動汽車,仍然減重100公斤以上!
所以續(xù)航表現(xiàn)只會更強。
又因為最先進的快速充電技術(shù),可在半小時至一小時內(nèi),給大體積的電芯充滿電,等待的過程不會特別漫長。
以及上萬次的充電壽命,極高的安全性……
至少在汽車領(lǐng)域,出于環(huán)境保護、使用便利性、續(xù)航、安全性、成本等多方面的綜合考慮。
“高能1號”的問世,人們幾乎找不到拒絕電動汽車的理由。
這款電池一旦面世,可以想見,其造成的轟動性影響將更加難以想象;引發(fā)的多領(lǐng)域全球性震蕩,勢必會給星海科技造成巨大的壓力。
所以擺在陳今面前的問題的是:要不要引爆這顆重磅炸彈?
明漸說
其實也想閉著眼瞎編,但還是查了不少的資料
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