中國儲能網(wǎng)訊：鋼鐵俠馬斯克的Gigafactory超級電池工廠是由特斯拉與日本松下合作建設(shè)的。Gigafactory主要用于生產(chǎn)特斯拉電動車上的鋰電池，按照特斯拉的計劃，到2020年，Gigafactory每年生產(chǎn)的電池可供50萬輛電動汽車使用。通過Gigafactory實現(xiàn)電池的規(guī)模生產(chǎn)，到2017年，電池組的成本相較當(dāng)前Model S所用電池將下降30%。即將問世的Generation III電池組的電池容量也將得到提升，這對特斯拉順利研發(fā)低端車型Blue Star具有重要意義。特斯拉的電池工廠主要任務(wù)不是生產(chǎn)最先進(jìn)的電池，而是采用現(xiàn)有技術(shù)并通過量產(chǎn)來降低成本。
Blue Star是特斯拉計劃已久的低端車型(最近改稱為Model III)，將在2017年配備Generation III電池在市場亮相。該款車型單次充電續(xù)航里程為200英里，起售價是3.5萬美元。比Model S 5.7萬美元的起售價下滑近40%。今年4月底，特斯拉曾推出了一款家用鋰電池系統(tǒng)Powerwall及一款大型公共規(guī)模(utility-scale)電池，其在上市首周便已經(jīng)收到4萬多件訂單，銷售額約8億美元。
大眾超級電池續(xù)航300公里
6月底，媒體相繼曝出大眾汽車掌門人馬丁·文德恩透露，大眾公司正在開發(fā)“超級電池”(Super-battery)，新電池價格更低，體積更小。一款電動版大眾品牌車型在搭載超級電池后純電動續(xù)航里程有望達(dá)到300公里。“相比于大眾e-高爾夫，新一代的大眾電動車?yán)m(xù)航里程將達(dá)到前者的兩倍，雖然300公里續(xù)航里程仍然不能和特斯拉Model S的265英里相比，但大眾將推出的是更具備價格可承受性的電動車，例如下一代e-Golf。因而在推廣普及電動車方面比Model S意義更大。
大眾曾表示正在研發(fā)下一代鋰離子電池單元技術(shù)，能量密度可達(dá)到當(dāng)前電池的5倍之多。為此，大眾目前的焦點可能主要聚集在兩個方向：1.新穎的固態(tài)電池技術(shù)；2.現(xiàn)有鋰離子電池升級版解決方案。
2014年11月，馬丁·文德恩曾經(jīng)表示：“我認(rèn)為固態(tài)電池技術(shù)應(yīng)用潛力巨大，應(yīng)用該技術(shù)很有可能將電動車?yán)m(xù)航里程提升至700公里?！庇纱丝磥泶蟊姽緫?yīng)該比較看好固態(tài)電池前景，而且也入股研發(fā)固態(tài)電池的創(chuàng)業(yè)公司QuantumScape，股比5%。固態(tài)電池在儲能方面相對傳統(tǒng)鋰電池存在優(yōu)勢，另外還具有阻燃能力強(qiáng)等優(yōu)點，安全性能更強(qiáng)。
大眾未來可能轉(zhuǎn)向單一的鋰離子電池單元設(shè)計。目標(biāo)是通過簡化電池單元設(shè)計降低電池成本66%。單一的電池設(shè)計可以充分利用大眾的電池模塊組裝廠產(chǎn)能，甚至可以由不同的電池供應(yīng)商采用統(tǒng)一的電池單元設(shè)計。當(dāng)下，大眾汽車采用了多種鋰離子電池單元。例如松下為e-高爾夫、高爾夫GTE插電式混合動力車、奧迪A3電動車供應(yīng)電池，三星[微博]則為帕薩特GTE、奧迪其他電動車供應(yīng)電池。
奔馳品牌的太陽能儲能電池
此前，戴姆勒曾攜手The Mobility House AG和GETEC Energie AG兩家公司，推出了首款鋰電池單元“96-module ESS”，目前總?cè)萘恳殉^500千瓦時，未來幾周內(nèi)還將提升至3000千瓦時。戴姆勒稱此款太陽能儲能電池，該電池分為家用及商用電池，容量分別為2.5千瓦時和5.9千瓦時。
當(dāng)用作家用電池時，多達(dá)8個電池模塊可以被組合，以產(chǎn)生一個容量高達(dá)20千瓦時的“能量儲存工廠”；而當(dāng)用作商用或工業(yè)用電池時，電池系統(tǒng)也可以根據(jù)需要完全釋放能量。奔馳負(fù)責(zé)開發(fā)的主管哈羅德o科洛哥(Harald Kroeger)表示，當(dāng)汽車在高溫和嚴(yán)寒環(huán)境下行駛數(shù)百萬公里后，其采用的儲能電池依然可以正常工作，因此該電池可用作固定式儲能電池。戴姆勒新的儲能電池將由ACCUmotive薩克森州卡門茨工廠生產(chǎn)，ACCUmotive預(yù)計未來用于汽車的儲能電池產(chǎn)量將得到提升，其應(yīng)用領(lǐng)域也將更加廣泛。
由于電池在能量密度上遠(yuǎn)不能同內(nèi)燃機(jī)相比，因此續(xù)航里程長期以來是電動車最大軟肋之一。許多國家出臺的新規(guī)定中，只有電動車單次充電續(xù)航里程達(dá)到一定水平，方能享受補貼優(yōu)惠政策。
電池材料技術(shù)前瞻
作為一種新的汽車動力裝置，動力電池本身不排放污染大氣的有害氣體，同時電動汽車還可以充分利用晚間用電低谷時富余的電力充電。因此電動汽車有利于節(jié)約能源和減少二氧化碳的排量。所以動力電池的研究就成為了汽車工業(yè)的一個“熱點”。下面我們就來看一看電池技術(shù)都有哪些方面的研究。
1、石墨烯材料電池技術(shù)
Model S在配備85kWh電池組之后，最大續(xù)航里程為426公里。對于這一數(shù)值，特斯拉CEO馬斯克并不滿意，目前特斯拉正在研究高性能電池，特斯拉汽車很快將能行駛805公里。
特斯拉對電池技術(shù)的革新，將引發(fā)市場對提升鋰電池能量密度材料的關(guān)注。特斯拉新電池將采用石墨烯材質(zhì)，石墨烯是一種新型材料，是已知材料中最薄的一種。由于它的電阻率低，電子遷移的速度極快，表面積大和電性能良好，被科學(xué)家認(rèn)為是鋰離子電池的理想電極材料。
2、鋁空氣電池技術(shù)
今年1月份，富士色素株式會社(并非富士子公司)宣布，已在鋁空氣電池技術(shù)上取得重大突破。與特斯拉即將量產(chǎn)的鋰聚電池相比，鋁空氣電池理論容量多出40倍以上。而且富士色素表示，將在今年底前實現(xiàn)項目商業(yè)化。這意味著，定于2016年投產(chǎn)的特斯拉超級電池工廠可能從一開始就處于落后位置，該廠預(yù)計還需要7-10年才能達(dá)到設(shè)計產(chǎn)能并收回成本。
無獨有偶，早在去年Alcoa(美鋁公司)和以色列Phinergy公司表示：試驗用車的一個電池組重約100公斤，內(nèi)裝50塊電池板，僅一塊鋁空氣電池板就可以驅(qū)動車輛行駛約32公里，最高續(xù)航里程可達(dá)1600公里。該公司還表示，開發(fā)出的鋁-空氣電池的空氣陰極配備有專用的銀基催化劑，其采用了獨特的創(chuàng)新結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可以使氧氣順利通過，而可以將二氧化碳阻隔在外。通過該創(chuàng)新結(jié)構(gòu)，Phinergy鋁-空氣電池的空氣陰極可以有效避免電極的碳化問題，其工作壽命也因此可以達(dá)到數(shù)千小時。
3、“液流電池”技術(shù)
在新研發(fā)的電池技術(shù)中，“液流”電池正成為新的發(fā)展方向。Quant公司旗下電動車e-Sportlimousine，百公里加速時間僅需2.8秒。
這款電動車采用了flow-cell(液流電池)技術(shù)，該技術(shù)被稱作是介于普通電池和燃料電池之間的技術(shù)，液體電解質(zhì)會在兩個容器之間流動，而電荷就從一個容器到另一個容器，這樣就能夠提供電動傳動系統(tǒng)足夠的能量。相比于當(dāng)今電動汽車提供動力的鋰離子電池技術(shù)而言，flow-cell同重量的車型性能要高出四倍，也就是說它的可行駛里程將是傳統(tǒng)電動車的4-5倍左右。
4、改進(jìn)電池化學(xué)成分及能量密度技術(shù)
博世公司一直在努力突破，很大程度上取決于改進(jìn)電池的化學(xué)成分。到2016年電池單元的能量密度將提高到200瓦特小時，預(yù)計到2020年將進(jìn)一步提升為300瓦特小時。改進(jìn)陰極、陽極和電解質(zhì)，同時還有電池單元的結(jié)構(gòu)體系。三菱的新一代鋰電池就將與博世和日本湯淺國際集團(tuán)，共同采用了這樣的技術(shù)，來提升新電池的續(xù)航里程，最高將超過400公里，足以媲美傳統(tǒng)汽油發(fā)動機(jī)。未來，三菱旗下包括歐藍(lán)德在內(nèi)的多款車型有望搭載該電池。此舉不僅進(jìn)一步提升環(huán)保性，在動力上的優(yōu)勢足以提升三菱的產(chǎn)品競爭力，也為三菱爭奪歐洲新能源車市場埋下伏筆。
小結(jié)：
縱觀汽車的發(fā)展史，從動力技術(shù)的發(fā)展：蒸汽機(jī)車--電動汽車--內(nèi)燃機(jī)車--電動汽車，結(jié)合當(dāng)今全球所面臨的問題，電動汽車的環(huán)保是未來發(fā)展的方向。以汽油和柴油為燃料的汽車價格昂貴且污染環(huán)境。寄希望于新興的動力電池技術(shù)，來減少人類對化石燃料的依賴，減少環(huán)境污染，然而這并不是容易辦到的。在我國火力發(fā)電處于主要地位并且呈現(xiàn)上升趨勢，這無疑也進(jìn)一步加劇了對環(huán)境的污染。
仔細(xì)想想，從以石油為燃料的汽車轉(zhuǎn)向電動汽車，是從一個牌子的香煙換到另一個牌子？有環(huán)保意識的人們真的應(yīng)該推崇電動汽車嗎？我們應(yīng)該透過電動汽車閃亮的外形看它背后的污染嗎？
