如果给你一辆电动车,你想知道关于它的什么?我相信答案离不开电池寿命和能量补充。

因此在锂离子电池和快充方面的新技术层出不穷,而且研发方式也迎来了变革,下面将列举4个在电池、补能及两者研发方面的新技术,到底哪些技术可行、易量产,哪些技术只是一味“画大饼”而不见其踪影呢?

物理电池

可能很多人对这个名词比较陌生,其实物理电池就是太阳能电池。使用这种方式补能也是不是什么新鲜的事了,很久以前就出现过以太阳能驱动的概念车,但由于太阳能发电的效率较低,所以要在量产车上完全实现太阳能补能短期内是无法实现的,目前太阳能补能一般应用于旅行房车上,通过太阳能光伏板获取的电能储存在电池内,并对车内的低功率电器进行供电。

最近,厂商在研发太阳能对电动车进行补能的技术上有新的动作。在4月11日,天津市科学技术奖励大会上亮相了一辆名为“天津号”的纯太阳能汽车,能做到完全依靠纯太阳能驱动,实现真正的零排放。同时“天津号”所使用的关键零部件完全由天津本地企业提供,能做到自给率100%,该车还具备L4级辅助驾驶的能力。但是“天津号”上的太阳能面板能量转换率依旧较低,要实现真正量产恐怕还需相当长的一段时间。

但奔驰有一种效果明显方案应该可以在短期内实现量产。奔驰VISION EQXX概念车实测续航超过了1000公里,其中就有太阳能充电的部分功劳。该概念车在车顶位置装备了117个太阳能板,转化的电能储存在一个轻质磷酸铁锂电池中,为气候鼓风机、灯光、信息娱乐系统和其他辅助设备供电,虽然不能为高压系统供电,但单日理想条件下,该系统能增加 25 公里续航。这种方法不仅环保,还能降低高压系统的能量损耗。

负极硅电池

锂硅电池是众多电池厂商的重点研发方向之一,在能量密度方面的表现相比磷酸铁锂电池及三元锂电池都有较大的提升。但是在开发难度上并不亚于固态电池,当硅作为电池负极时,电池在充放电时都会发生体积膨胀和收缩,因此电池的寿命和性能都受到了一定程度的限制。目前对于含硅电池的开发,主要是将硅与石墨融合以提高电池的能量密度,还有另外一种开发难度较大的方案则是完全采用硅作为电池负极,产生更高的能量密度。

近日,电池制造商Amprius发布的商用锂硅电池,负极采用100%纯硅。该硅负极采用了硅纳米线的制造工艺,电池的能量密度高达450Wh/kg,这是目前已知的商用锂电池中能量密度的最高水平。

另外,同为电池制造公司的Zenlabs也发布了一款锂硅电池,采用了预锂化硅负极的工艺以提高硅负极的存储容量,同时该电池由独立第三方测试公司Energy Assurance验证得出,能量密度327.5Wh/kg、额定功率为3000W/kg,且具备1000次充放电循环的能力。

不过上述两种锂硅电池的方案由于成本过高的问题,暂时只能应用于航空领域,但现在的电动车就与锂硅电池无缘了吗?很高兴告诉你,并不是。

广汽埃安AION LX Plus就有搭载海绵硅负极片电池的版本,该车的续航超过了1000公里。官方称该海绵硅负极片电池比锂离子电池单体电芯体积减少20%,重量减轻14%,电芯的能量密度大于205Wh/kg。在未来该电池的体积和重量就可进一步减少,电芯能量密度可达315Wh/kg,同时该技术还可延长电池使用寿命、提高锂离子电池的可靠性。

AION LX Plus该版本售价为46.96万元起,我们可以用合理的价格享受到含硅电池带来的长续航体验。

通过量子计算器研发电池

现代锂离子电池在充放电循环过程中,通过液态电解质材料将电荷从一个电极移动到另一个电极,改进电解质对改进电池的能量密度、充电速度、电池寿命、成本控制和安全性都相当重要,如果找到一种化学物质添加剂,能增强电解液所提供的电流,就能进一步修改开发锂离子电池。

新型锂离子电池的研发,需要通过大量的模拟实验验证不同化学成分在电池中的表现,这当中就涉及了大量的试错实验,这些试错实验消耗大量的人力物力。为加速试错实验,PsiQuantum与梅赛德斯-奔驰通过量子计算改进电池技术,通过量子计算器模拟和验证电池中的化学成分,该技术可以精确地模拟化学添加剂对电解质分子的影响。

但是使用量子计算器参与新型锂离子电池研发,需要大量的财力进行推动,在整体成本上可能与传统实验方案差别不大,因此该研发技术方案对研发成本控制并无太大影响。

充电5分钟,续航160公里

日前,沃尔沃汽车与以色列电池公司StoreDot合作,开发超快速充电电池技术,可以让电池在5分钟内充电到160公里的纯电续航里程。按照规划,这次合作将主要在沃尔沃汽车在去年与电池制造商Northvolt建立的电池技术合资企业内进行。通过对StoreDot的投资,沃尔沃汽车获得了从合作中获得的任何技术的使用权,这是不是也意味着可以在吉利汽车上看到此技术的出现?

同时,StoreDot公司与亿纬锂能、奔驰、三星、英国石油公司(BP)等也存在着合作关系。StoreDot声称,该“闪充电池”可实现在充电5分钟内实现100英里(约161公里)的续航里程,并预计在2024年进行大规模量产。

在国内也有厂商实现了这种速度的快充技术,在广汽埃安的超级充换电中心,480kW充电功率的超充桩可实现充电5分钟续航超200公里的充电速度,同时还能换电。AION V Plus 70超级快充版可以此超充桩实现充电5分钟,行驶207公里续航的成绩。

总结

上述的电池新技术中,可以看到已经有中国企业将其以合理的价格量产,说明中国在电动车电池、补能方面的研发速度处于国际领先水平,同时也能在相对较低的成本下研发出性能相当的产品。在今年年底或明年上半年,蔚来的半固态电池也将实现量产。不仅如此,国内在换电技术方面也有良好的发展,除蔚来以外广汽埃安、吉利汽车、北汽新能源等主流车企,以及宁德时代这种电池巨头企业都加入发展换电技术。可以说,中国在电动车领域发展已经是达到世界领先的水平,我们也将见到更多优秀的国产电动车问世。

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