电动汽车最大的弱点之一是锂离子电池的极限。一些电动汽车倡导者对这一事实的态度变得不合时宜,但这绝对是正确的。大多数消费者在购买全电动汽车时都有了第二个想法,即使他们知道即使有快速充电选项(他们可能在家里也没有),汽车需要保持插入大约半小时或更长时间才能实现80%的费用。
受到当前电池技术的限制。当混合动力汽车可以不停地行驶600至700英里时,200-300英里的范围似乎微不足道。
值得庆幸的是,有望实现一场革命。固态电池可以使电动汽车在需要再次插入之前快速充电并远距离充电。该技术也将缩小电池的尺寸和重量。这是电动汽车技术的圣杯。唯一的问题是这项技术可能会持续数年,尽管有些人声称它即将到来。
固态背景
一些人追溯到迈克尔法拉第的固态电池思想的起源。这位英国科学家发现了固体电解质,开始研究固态离子。使用法拉第和其他人的研究,工程师们在20世纪50年代首次尝试制造固态电池。显然,这并不是那么好,部分归功于低能量密度。
在20世纪90年代,锂离子电池的开发是为了设计固态电池。虽然锂离子电池有很大帮助,但真正的固态锂离子电池才提升到一个新的水平。
问题
尽管人们告诉你,固态电池确实存在,就像氢燃料电池一样。技术存在一些大问题,这就是为什么今天市场上的电动汽车不使用它们的原因。
耐用性是一个明确的问题。陶瓷电解质需要极大的压力以保持与电极的正确接触量。这可能导致破损和不断修复的需要。
在极冷的天气中,已知固态电池会损失相当大的电荷容量。对于冬季低于冰点的任何地方来说,这一点并不令人感到安慰,覆盖了世界上很大一部分人口。
成本可能是最大的障碍。固态电池的制造成本非常高,因此对于量产车来说是成本预测的。到目前为止,规模经济对这个问题没有帮助。
当然,这并不意味着每个人都放弃了固态电池。事实上,现在正在进行一场开发竞赛,获胜者将获得巨大的优势。
大众汽车
以前,大众汽车公司的柴油车污染严重超出法定限制,大众汽车已被法律强制要求翻新。它正在大力推动电动汽车,更不用说通过子公司Electrify America建立一个公共充电器系统。
为了在固态电池技术的竞争中获得优势,大众最近向QuantumScape投入了1亿美元。斯坦福大学的分拆对固态电池技术有一些很有希望的想法。这将允许目前的E-Golf一次充电750公里,是目前300公里范围的1.5倍。只是不要指望立即。大众汽车表示应该使用2025年的固态电池生产电动汽车。
菲斯克
或许更接近突破的是规模小得多的加州Fisker。该汽车制造商声称其新款EMotion EV轿车配备了坚固的锂离子电池,可在9分钟内充电。
这怎么可能菲斯克没有泄露所有细节,但声称它已经开发出专有技术,似乎比其他任何人都要早几年。该设计涉及一种类似于太阳能电池中使用的薄膜技术。多层薄膜堆叠在各个电池单元内,大大提高了表面积。
Fisker的技术遥遥领先,创始人Henrik Fisker表示,生产将在短短几个月内开始。如果你仍然持怀疑态度,那就知道Caterpillar Ventures最近投资了这项技术,该公司生产建筑,采矿等重型机械。据推测,一些主要的电池制造商可能希望帮助制造这些电池。
无法判断菲斯克是否真的处于巨大突破的边缘。我们对这种新技术的了解还不够,但汽车行业内外的很多人都认为Henrik Fisker正在销售蛇油。尽管如此,卡特彼勒的投资足以让任何人停下来思考。
其他
这些并不是汽车固态电池技术的唯一先驱。宝马和丰田都对它们进行了大量投资,这两家汽车制造商都是研发巨头。您可能知道真空和干手器的Dyson公司目前正在开发一系列使用固态电池的电动汽车。
有这么多大型企业如此努力地为汽车创造第一个可行的固态电池技术,未来几年内可能会发生变化。那时,电动汽车的采用率可能会急剧上升,因为这一发展将消除人们对电动汽车的许多保留。