未來(lái)新能源電池往這四個(gè)方向發(fā)展，但都不容易

OFweek新能源汽車(chē)網(wǎng)訊 隨著(zhù)電動(dòng)汽車(chē)的浪潮席卷全球，各大車(chē)企紛紛發(fā)力布局。受政策補貼刺激，中國電動(dòng)車(chē)市場(chǎng)的增速均超越美國和歐洲，成為全球最大的市場(chǎng)，自主品牌乘著(zhù)這股東風(fēng)也得以蓬勃發(fā)展。因此，在2016年上半年全球電動(dòng)車(chē)銷(xiāo)量排行榜上，有9家自主車(chē)企進(jìn)入前20名，比亞迪更是以巨大的優(yōu)勢成為銷(xiāo)量冠軍。

　　電池作為電動(dòng)汽車(chē)的核心部件，與續航里程和充電時(shí)間密切相關(guān)。目前大部分的電動(dòng)車(chē)都在采用鋰離子電池，比如采用磷酸鐵鋰電池的比亞迪E6、三元鋰電池的特斯拉ModelS和錳酸鋰電池的日產(chǎn)聆風(fēng)。電池技術(shù)百花齊放，例如以下的四大技術(shù)，就是未來(lái)重要的發(fā)展方向。

　　納米鋰電池：充電時(shí)間大幅縮短

　　技術(shù)發(fā)展使得電池容量不斷擴大，但隨之而來(lái)的是充電時(shí)間的延長(cháng)，對充電速度也有了更高的要求。目前的主流電動(dòng)車(chē)的慢充時(shí)間在5到10小時(shí)之間，快速充電能在1到2小時(shí)內充滿(mǎn)，但長(cháng)期使用會(huì )影響電池壽命。而世界上最快的特斯拉超級電站，僅需40分鐘就能充電80%，但這和納米鋰電池一比就不算什么了。

　　新加坡南洋理工大學(xué)發(fā)明了一種基于納米管的新型電池，能在2分鐘內充電70%，其使用壽命長(cháng)達20年。傳統的鋰電池無(wú)法快速充電，主要出于石墨電極的安全考慮，在工作時(shí)電極表面會(huì )形成電解質(zhì)膜，減慢鋰離子的運輸速度。但南洋理工大學(xué)采用二氧化鈦納米管凝膠來(lái)替代石墨，能讓化學(xué)反應加速，進(jìn)而縮短充電時(shí)間。但由于工藝復雜，成本較高，這項技術(shù)要普及恐怕還需要好幾年。

　　鋰空氣電池：蓄電量倍數提升

　　鋰空氣電池的最大優(yōu)點(diǎn)是能量密度高，目前的鋰離子電池能量密度只有200Wh/kg左右，而現有的鋰空氣電池已經(jīng)達到500Wh/kg，理論上的極限是12kWh/kg，還有極大的提升空間。IBM公司很看好這項技術(shù)，發(fā)起了“電池500”的項目，也就是將續航里程提升到500英里（即800公里）。

　　鋰空氣電池的正極是多孔導電碳，負極為鋰電池，為了讓鋰離子和空氣充分接觸，特意將電池內部結構設計得像人體肺部一樣，來(lái)加大與空氣的接觸面積。這種電池的充/放電效率較低，而且穩定性也是一大難題，在實(shí)際應用中可能會(huì )發(fā)生短路爆炸。最早看到它應用在電動(dòng)車(chē)上，估計要等到2020年。

固態(tài)電池：更輕便，更安全

　　傳統鋰電池采用液態(tài)電解質(zhì)，而固態(tài)電池原理相同，只是將電解質(zhì)換成固態(tài)——通常是金屬混合物。這樣設計的好處是讓更多帶電離子聚集在一起，傳導更多的電流，同時(shí)有效減少電池體積和重量，安全性更出色。因為液態(tài)電解質(zhì)在高溫下會(huì )發(fā)生副反應，容易產(chǎn)生爆炸，而固態(tài)電池就不會(huì )有這問(wèn)題。

　　雖然固態(tài)電池全方面改良了鋰電池，但特斯拉CEO馬斯克并不看好它，因為它生產(chǎn)成本實(shí)在太高，短期內難以下降。正因如此，許多資金匱乏的新創(chuàng )公司或者破產(chǎn)，或者被收購。目前最接近量產(chǎn)的Sakti3固態(tài)電池就已經(jīng)被戴森公司接手，戴森最近宣布投資14億美元來(lái)建立電池廠(chǎng)，這場(chǎng)豪賭能否讓固態(tài)電池盡快普及？仍有待觀(guān)察。

　　半固態(tài)鋰液流電池：生產(chǎn)成本更低

　　在此領(lǐng)域最領(lǐng)先的莫過(guò)于蔣業(yè)明教授開(kāi)創(chuàng )的24M公司，半固態(tài)鋰液流電池可以說(shuō)是對液流電池的改進(jìn)，它的電極由鋰化合物粒子和電解液混合而成，電極厚度比傳統鋰電池增加5倍，既提升了能量密度，又減少80%的“非活性”材料，從而降低了材料成本。

　　同時(shí)這種設計還免去了干燥這道工序，意味著(zhù)可以撤掉不必要的生產(chǎn)線(xiàn)，生產(chǎn)時(shí)間也得到壓縮。據推測，到2020年每千瓦時(shí)容量的成本將降到100美元以下。這項技術(shù)顛覆了傳統思路，但也意味著(zhù)現有生產(chǎn)線(xiàn)和工藝不適用于它，所以24M公司仍處于摸著(zhù)石頭過(guò)河的階段。

　　除了以上這4項技術(shù)，還有泡沫電池、鋰硫電池、石墨烯等也引起了廣泛關(guān)注，大部分都處于研發(fā)階段，還很難說(shuō)哪種電池會(huì )成為下一代的主流產(chǎn)品。百花齊放雖是好事，但也造成了研究資金的分散。

　　某研究機構數據顯示，在過(guò)去八年，新創(chuàng )公司平均只獲得4000萬(wàn)美元的總投資，換成每一年就是500萬(wàn)美元，可以說(shuō)是杯水車(chē)薪，要實(shí)現量產(chǎn)可謂荊棘滿(mǎn)途。而反觀(guān)實(shí)力雄厚的大公司，比如三星、LG和松下，近幾年愈發(fā)保守，更傾向于改進(jìn)現有技術(shù)，缺少大刀闊斧改革技術(shù)的決心。因此，鋰電池在短期內不會(huì )被淘汰，仍將占據主流地位。