機械社區
標題: 動力電池技術之爭 [打印本頁]
作者: Insigne 時間: 2023-5-13 13:22
標題: 動力電池技術之爭
一般來說，動力電池會占到整個新能源汽車成本約40%。新能源汽車的快速發展及普及，離不開動力電池性能的突破、成本的下降。動力電池存在鋰離子電池、燃料電池、鈉離子電池等技術路線，目前應用最為廣泛的是鋰離子電池。
- ]& o& w% r1 C* O
鋰離子電池按正極材料的不同可分為錳酸鋰電池、鈷酸鋰電池、磷酸鐵鋰電池、三元鋰電池等類型。其中，三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池是目前市場的絕對主力。
. Q* G8 @" T0 C3 R( F9 {/ N
近幾年，新能源動力電池市場一直有著三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池之爭，兩者各有優劣：三元鋰電池成本高但有著更長的續航能力，磷酸鐵鋰電池續航能力略差，但勝在成本低且安全性高。
& Z. E4 ` h$ F5 `0 y6 q
在2017年-2019年，三元鋰電池得益于新能源政策補貼一直占據市場主導地位，不過，隨著補貼退坡，磷酸鐵鋰電池憑借成本優勢和技術突破贏得了市場青睞，出現反超三元鋰的態勢。
7 g: `# ~6 S* R$ O' Y2 Y
不過，無論是三元鋰還是磷酸鐵鋰，它們的對手可不僅只有對方，隨著電池技術的發展，鈉離子電池、鋰金屬電池等技術路線也在發展。
0 E; H6 ` d- V0 d
鈉電池具有安全性較高、快充倍率高等優點，特別是在鋰資源價格瘋漲之下，鈉電池還展現出材料成本優勢、資源可控優勢。資料顯示，鋰元素在地殼中的含量僅為 0.0065%，而鈉資源儲量非常豐富，地殼豐富度為 2.64%，是鋰資源的 440 倍，且鈉資源分布廣泛、提煉簡單。鈉作為鋰的替代品者出現，在電池領域得到越來越廣泛的關注。
) B1 ]- D7 I) O+ p- B R
除了鈉電池之外，鋰金屬電池的潛力也是非常值得期待。在傳統的鋰離子電池中，陽極主要由石墨制成，可以很容易地吸收和釋放帶電的鋰離子，這些鋰離子通過電解質在陽極和陰極之間來回穿梭，這些帶電粒子流產生電流，電流從電池中流出，為任何需要供電的地方供電。
$ A0 U+ T. w: ^
而在鋰金屬電池中，陽極本身是由鋰制成的，這意味著電池陽極上幾乎每一個原子都可以用來產生電流。從理論上講，鋰金屬陽極可以比同等重量和體積的石墨多存儲 50% 的能量。
7 n7 A3 T9 S, _! s1 u
2020年末，硅谷初創公司 QuantumScape 聲稱已經開發出全新的鋰金屬電池，其采用固體電解質（陶瓷）克服了傳統鋰離子電池存在的價格高、續航低、充電慢等缺陷，引發廣泛關注。2021年，“鋰金屬電池”入選《麻省理工科技評論》“全球十大突破性技術”榜單。
2 o# x9 |) z( \* o' F, \/ b
$ k0 t- v1 o9 O) \8 h" b" \9 ^
8 `3 |* @( k. L
《麻省理工科技評論》認為，這種鋰金屬電池擁有較大的能量密度和極快的充電速度，而且更加安全穩定。一旦普及，將徹底改寫當今電動汽車產業格局，讓電動汽車的成本降低、續航增加，屆時充電將會變得像在加油站加油一樣快捷方便。同時，這種電池也可用于其他形式的運輸，比如長途卡車貨運，甚至是短途航班。
3 v8 e/ _& ~; [7 N8 w% N8 o- ^
當然，在可能的替代性技術層出不窮的同時，鋰離子電池本身的技術路線也在不斷迭代優化，相關的技術突破也越來越多。其中在2022年，美國賓夕法尼亞州立大學王朝陽團隊首次實現了高能量密度鋰離子電池（265 Wh/kg）的 10 分鐘極速充電，且循環壽命高達到 2000 次以上。這相當于50萬英里的里程，并且每次都以快速充電的方式進行能量補充。
; U0 z! l& W. a$ u# R) F
| 歡迎光臨 機械社區 (http://www.ytsybjq.com/) |
Powered by Discuz! X3.5 |