如今最熱門的前沿項目是鋰空氣電池。鋰空氣電池的理論能量密度為5200Wh/kg,比起特斯拉電池來說高了一個數(shù)量級;如果不計算氧氣重量,其理論能量密度更是高達11680Wh/kg,這就堪比汽油了。就算考慮到理論值和實際值的差距,也應(yīng)該完全能滿足電動車的需求。這樣的潛力當(dāng)然讓研究者們感到十分興奮,現(xiàn)在全球至少有上千家研究所正致力于攻堅鋰空氣電池。
很顯然,對于電動車行業(yè)來說,誰能最先掌握商用鋰空氣電池技術(shù),誰就能夠最快占據(jù)市場。大眾汽車公司已經(jīng)明確押寶于此,它們公開宣稱要在2020年實現(xiàn)鋰空氣電池的量產(chǎn)化,并預(yù)期打造出一款續(xù)航里程高達800公里的超級電動車。作為電動車行業(yè)的領(lǐng)跑者,特斯拉也在開發(fā)金屬空氣電池。此前該公司曾被媒體披露擁有一項最新的專利,顯示它們已經(jīng)開發(fā)了一種由鋰離子和金屬空氣(鋰空氣或者鋁空氣)電池組成的電池組,充一次電可以讓汽車行駛達到400英里(約合650公里)。
豐田的實驗
汽車業(yè)界巨擘豐田公司所選擇的方向,卻與大眾和特斯拉不一樣,其將金錢和目光都轉(zhuǎn)向燃料電池汽車。
所謂燃料電池,就是一種將存在于燃料與氧化劑中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的電池。它可以是氫燃料電池,也可以是生物燃料電池。從表面上來看,它也像普通電池一樣有正極、負極和電解質(zhì),等等,但事實上,它卻不是一個蓄電池,而是一個發(fā)電裝置,所以燃料電池汽車也依然屬于電動車范疇。
燃料電池最大的優(yōu)勢在于體積小、分量輕但儲能很高。今年年初,弗吉尼亞理工大學(xué)的一個研究團隊就曾開發(fā)出一種“糖能燃料電池”,能量密度達到了鋰離子電池的10倍。豐田公司預(yù)計在2015年左右上市的燃料電池車FCV-R亦是絕佳證明。根據(jù)豐田提供的資料,這款新車將有著至少500公里的續(xù)航能力,而且加燃料時間不會超過3分鐘,綜合來看,這樣的表現(xiàn)將遠遠優(yōu)于特斯拉Model S,已經(jīng)達到了燃油車的水平。
然而,燃料電池的問題在于,其最大輸出功率不足,也就是說,燃料電池車開不快。另外,在動力扭矩輸出也就是汽車加速性能上,燃料電池汽車也有著天然的弱勢。
充電效率提高20倍
除了提高能量密度之外,如何提高充電效率,也是研究者們的攻堅重點之一。
最近,有一家名為Power Japan的日本公司宣稱它們和日本九州大學(xué)的研究人員們一起研發(fā)了一種碳電池,能夠?qū)㈦姵爻潆娦侍岣?0倍——能夠讓一輛尼桑聆風(fēng)在12分鐘內(nèi)完成充電,而不是以前的4小時。
據(jù)悉,Power Japan研發(fā)的碳電池在正負極上均采用了碳元素,因而被稱為“雙碳電池”,這種電池的能量密度將不低于任何鋰電池。
該公司同時指出,在采用雙碳性電池技術(shù)后,電池的充放電次數(shù)比鋰離子電池多20次,釋放的電量也比鋰離子電池單體多4伏特。而且,在測試中,其充放電循環(huán)次數(shù)可達3000次,足以維持電動車10年以上的電池壽命。Power Japan還聲稱,在充放電過程中,這種電池的溫度不會發(fā)生太大變化,大大減少了爆炸或起火的危險。
我們可以看到,盡管雙碳電池的潛力不像鋰空氣電池那樣巨大,但如果驗證為真的話,它對電動車市場的影響也不會遜色太多。
誰將成為未來電動車行業(yè)的霸主,哪種技術(shù)會成為新的主流,現(xiàn)在的我們都不得而知。對于電動車行業(yè)來說,任何革命都會帶來一個突破的契機,從而讓電動車在占領(lǐng)未來市場的道路上走得更加堅穩(wěn)。