2014年以來，圍繞電動汽車動力電池引發(fā)的話題一直是人們關(guān)注的焦點(diǎn)，石墨烯、鋁空氣電池和納米點(diǎn)電池技術(shù)成為2014年電池世界的三大奇兵。其中石墨烯更是在2014年底引爆了電池產(chǎn)業(yè)，業(yè)內(nèi)甚至預(yù)測這項(xiàng)技術(shù)或?qū)⒁l(fā)電池行業(yè)的技術(shù)革命，重塑行業(yè)格局。
打破動力電池續(xù)航魔咒 石墨烯或引發(fā)技術(shù)革命
石墨烯，這個以往更多出現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室的材料，一夜之間成為產(chǎn)業(yè)界"新寵"。自2014年12月初西方媒體報(bào)道西班牙Graphenano公司和西班牙科爾瓦多大學(xué)合作研發(fā)出石墨烯電池以來，充電8分鐘續(xù)行1000公里就成為電動汽車產(chǎn)業(yè)一個“重磅炸彈”，引發(fā)了持續(xù)的關(guān)注。
據(jù)悉，石墨烯基陽極材料可將現(xiàn)有鋰離子電池的能量密度和輸出功率提高三倍，隨著相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用，或徹底打破電動汽車?yán)m(xù)航里程短這一窘境。以西班牙的超級電池為例，1000公里的續(xù)航里程幾乎接近北京到上海的直線距離，遠(yuǎn)超出傳統(tǒng)汽車一箱油的行駛距離。此外，據(jù)稱石墨烯超級電池的充電時(shí)間僅比加一次的時(shí)間略長一點(diǎn)，但續(xù)航里程則比一箱油要長很多。
據(jù)媒體報(bào)道，這種“超級電池”已在德國兩大汽車巨頭的汽車上進(jìn)行試驗(yàn)，并在2015年第一季度生產(chǎn)上市使用。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，“超級電池”一旦大規(guī)模應(yīng)用到電動車上，對整個行業(yè)將是顛覆性的。隨著相關(guān)技術(shù)的成熟并進(jìn)入量產(chǎn)應(yīng)用階段，電動汽車電動汽車商業(yè)化時(shí)代將全面到來。
只添加清水 續(xù)航可達(dá)1600公里的鋁空氣電池再掀波瀾
金屬空氣電池――這一技術(shù)設(shè)想已存在了一百年，而真正引起人們的關(guān)注還是一篇來自國外的關(guān)于鋁空氣電池的報(bào)道。據(jù)悉，2014年，Alcoa(美鋁公司)和以色列Phinergy公司在位于蒙特利爾的維倫紐夫賽車場對一臺電動車進(jìn)行了測試，而真正驚人的是隨后發(fā)布的新聞稿――該車搭載了兩家公司聯(lián)合開發(fā)的鋁空氣電池后，其續(xù)航里程可以增加到994英里(約合1600公里)。
相關(guān)資料顯示，鋁空氣電池的理論比能量可達(dá)8100Wh/kg，2014年的鋁空氣電池的實(shí)際比能量只達(dá)到350Wh/kg，但也是鉛酸電池的7～8倍、鋰電池的2.3倍。采用鋁空氣電池后，車輛能夠明顯地提高續(xù)駛里程。
然而，由于鋁-空氣電池在放電過程中陽極腐蝕會產(chǎn)生氫，這不僅會導(dǎo)致陽極材料的過度消耗，而且還會增加電池內(nèi)部的電學(xué)損耗。這成為鋁-空氣電池的商業(yè)化進(jìn)程的最大障礙。而以色列Phinergy公司表示，這一難題已被攻克。該公司開發(fā)出的鋁-空氣電池的空氣陰極配備有專用的銀基催化劑，其采用了獨(dú)特的創(chuàng)新結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可以使氧氣順利通過，而可以將二氧化碳阻隔在外。通過該創(chuàng)新結(jié)構(gòu)，Phinergy鋁-空氣電池的空氣陰極可以有效避免電極的碳化問題，其工作壽命也因此可以達(dá)到數(shù)千小時(shí)。
鋁空氣電池的另一個優(yōu)勢是維護(hù)方便。按照現(xiàn)在的技術(shù)方案，鋁空氣電池主要是作為鋰電池的補(bǔ)充電源，用戶只要每一到兩個月注入自來水以支持化學(xué)反應(yīng)，每年讓技術(shù)人員對它進(jìn)行一次保養(yǎng)即可。據(jù)稱該電池的壽命可達(dá)20到30年。
納米點(diǎn)電池電動汽車計(jì)劃2016年問世 讓充電像加油一樣快？
從媒體報(bào)道來看，納米點(diǎn)電池的充電速度甚至快過石墨烯。2014年11月路透社報(bào)道稱，以色列一家公司宣布研發(fā)的納米電池能夠在數(shù)十秒內(nèi)為手機(jī)充滿電、數(shù)分鐘內(nèi)為電動汽車充滿電。并表示這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)步將改變?nèi)蜃罹呋盍Φ膬纱笙M(fèi)產(chǎn)業(yè)。
而此前美國馬里蘭大學(xué)的研究人員也表示，他們研發(fā)了一種納米電池將使電動汽車受益。該技術(shù)使用了叫做"納米孔"的電池，可攜帶電解液，在納米管電極末端之間保持電荷，數(shù)百萬個納米孔單元可容納在一個郵票大小的電池上。這項(xiàng)最新研究報(bào)告聲稱僅在12分鐘之內(nèi)便能對手機(jī)完全充電，并且它可以重復(fù)使用數(shù)千次，據(jù)稱這項(xiàng)技術(shù)的最大優(yōu)勢在于能夠快速充電。
而以色列的這家公司也表示，其使用納米技術(shù)合成分子材料制造的電池就像超高密度的海綿，能夠更快地吸收并鎖住大量電量。這種材料基于“納米點(diǎn)”技術(shù)研發(fā)，“納米點(diǎn)”能夠改變電池的運(yùn)作方式。據(jù)該項(xiàng)技術(shù)的研發(fā)人員表示，未來這種技術(shù)運(yùn)用到電動汽車上，將能夠在二、三分鐘內(nèi)為電動汽車充滿電。
作為一個“電力饑渴”的時(shí)代，石墨烯、鋁空氣、納米點(diǎn)這三項(xiàng)電池技術(shù)對人們?nèi)粘Ｉ畹挠绊憻o疑是巨大的，尤其是隨著燃油資源的逐漸枯竭，電力就成為最為環(huán)保的一項(xiàng)可再生替代資源。電動交通工具和手機(jī)這兩大最具活力的消費(fèi)產(chǎn)業(yè)，也使得這三項(xiàng)技術(shù)有著廣闊的發(fā)展空間。另外，從目前三項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展來看，石墨烯或?qū)⒆羁毂粦?yīng)用到電動汽車領(lǐng)域，有媒體猜測，特斯拉的“超級電池”計(jì)劃或許就是與石墨烯技術(shù)相關(guān)的項(xiàng)目。