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四項超越鋰離子的未來電池技術(shù)
時間:2019-11-26 14:51來源:騰訊汽車 作者:綜合報道
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據(jù)《汽車新聞》報道，電動汽車發(fā)生車禍時除碰撞本身之外，最大的危險莫過于高壓元件可能造成觸電和起火風(fēng)險，但博世和奧托立夫在爆炸技術(shù)上的兩項突破，或?qū)⒂兄谔岣唠妱悠嚨陌踩阅埽瑴p少上述風(fēng)險。
雖然這兩項技術(shù)在設(shè)計上卻略有不同，但功能卻很相似，發(fā)生事故時均能在一毫秒之內(nèi)自動關(guān)閉電池高能電源電路。其中一項是博世開發(fā)的“高溫熔斷器”，另一項則是奧托立夫研發(fā)的“高溫安全開關(guān)”。
安全氣囊激活觸發(fā)爆炸斷電裝置
據(jù)悉，在電動汽車發(fā)生車禍時，一旦安全氣囊被激活，電子控制單元中的微芯片將在一毫秒之內(nèi)觸發(fā)爆炸斷電裝置。博世的“高溫熔斷器”會自動切斷高壓線纜，而奧托立夫的“高溫安全開關(guān)”則會切斷一條母線。
新版本的電動汽車通常配有400-800伏的電池，以便獲得更快的充電速度，更有效的再生制動以及超越300英里的續(xù)航里程。然而當(dāng)發(fā)生車禍時，由于大型電池特有的安全問題，急救人員必須謹(jǐn)慎行動，否則車禍后未能及時斷電的車輛，很有可能發(fā)生意外的溜車、觸電或起火風(fēng)險。
通常情況下，只有手動關(guān)閉電動汽車引擎蓋下的開關(guān)或關(guān)閉電纜回路，正確地切斷電源后，緊急救援人員才能嘗試轉(zhuǎn)移受傷的乘客。但是尋找上述開關(guān)或關(guān)閉回路，往往會延誤傷員的救治，并有可能導(dǎo)致救援人員面臨風(fēng)險。
使用微型炸藥來提高安全性似乎有點違背常理，但并非一項全新的創(chuàng)意。實際上，從技術(shù)上講，安全氣囊是一種爆破裝置，包括通用和奔馳在內(nèi)的許多制造商，都在其敞篷車上使用了爆破技術(shù)來激活彈出式安全氣囊。
四項超越鋰離子的未來電池技術(shù)
在博世等公司致力于提升電動汽車碰撞安全性的同時，豐田、寶馬和斯坦福大學(xué)等汽車制造商和研究機構(gòu)，也從未放棄對未來電池能量存儲技術(shù)的研發(fā)。以下是四項正在進(jìn)行測試和開發(fā)的或?qū)⒊戒囯x子的未來電池技術(shù)：
1、固態(tài)電池
優(yōu)點：充電時間快；安全性能更高，因為熱生成量相對較小并且無需液體電解質(zhì)；電池壽命更長且生產(chǎn)成本還有進(jìn)一步壓縮空間。
缺點：目前制造成本相對較高；樹狀配電網(wǎng)引起的內(nèi)部短路風(fēng)險增大，以及內(nèi)阻問題。
正在從事固態(tài)電池研發(fā)的企業(yè)和機構(gòu)：豐田、寶馬、大眾、本田、現(xiàn)代、福特和通用等汽車制造商及所有主要的電池供應(yīng)商。
熱點話題：美國能源部旗下橡樹嶺國家實驗室電池和燃料電池生產(chǎn)小組負(fù)責(zé)人伊利亞在接受Shift 采訪時表示，固態(tài)電池在存儲大量能量方面的潛力最大，未來的存儲容量有可能兩倍于目前最好的250 kWh鋰離子電池。
2、鋰金屬電池：
優(yōu)點：能量密度比鋰離子大得多；鋰陽極代替石墨陽極有助于電池重量顯著減少。
缺點：易燃性問題、電池老化速度過快以及生產(chǎn)復(fù)雜。
正在從事鋰金屬電池研發(fā)的企業(yè)和機構(gòu)：斯坦福大學(xué)、美國能源部旗下的SLAC國家加速器實驗室、加利福尼亞大學(xué)圣地亞哥分校，以及其他各種大學(xué)、實驗室和初創(chuàng)公司。
熱點話題：在實驗室中表現(xiàn)出良好潛力的一種鋰基化學(xué)物質(zhì)，目前在汽車上的性能尚未驗證。
3、氟化物電池：
優(yōu)點：這種電池的能量密度相當(dāng)于鋰離子的10倍，而能量密度更高則表示續(xù)航里程更大；室溫運行意味著電池?zé)o需昂貴和復(fù)雜的熱管理系統(tǒng)即可運轉(zhuǎn)；生產(chǎn)過程比鋰離子更環(huán)保。
缺點：氟化物是一種腐蝕性液體；與鋰離子電池相比，陰極極其復(fù)雜；批量生產(chǎn)、長期耐用性和撞車安全性仍未得到驗證。
正在從事氟化物電池研發(fā)的企業(yè)和機構(gòu)：本田汽車、加州理工學(xué)院、美國宇航局旗下噴射推進(jìn)實驗室，以及多所大學(xué)、實驗室和初創(chuàng)公司。
熱點話題： 鋰離子實現(xiàn)了從消費電子產(chǎn)品到汽車的飛躍，氟化物電池也是如此。
4、石墨烯超級電容器：
優(yōu)點：電阻低，充電速度超快；重量輕有利于整合到車輛的車身結(jié)構(gòu)。
缺點：缺乏能量密度；不使用時失去電能以及生產(chǎn)復(fù)雜性問題。
正在從事石墨烯超級電容器研發(fā)的企業(yè)和機構(gòu)：蘭博基尼、麻省理工學(xué)院以及多所大學(xué)、實驗室和初創(chuàng)公司。
熱點話題：蘭博基尼電動超跑概念車Terzo Millenio設(shè)想在車輛的碳纖維車身結(jié)構(gòu)中，嵌入石墨烯材料來儲存電能，并進(jìn)行動能回收釋放。
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