中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：電動(dòng)汽車(chē)能否被廣泛使用，最大的挑戰(zhàn)之一是續(xù)航里程問(wèn)題。如果能打破“續(xù)航焦慮”，未來(lái)的街道將是電動(dòng)汽車(chē)的天下。然而作為其重要?jiǎng)恿Φ匿囯x子電池的發(fā)展沒(méi)有符合摩爾定律。自1992年商用化至今，鋰離子電池技術(shù)并沒(méi)有獲得重大的進(jìn)展。
發(fā)展之殤
舉目四望，你會(huì)發(fā)現(xiàn)四周布滿了電池的身影，幾乎所有能脫離插座使用的電子產(chǎn)品都需要電池。電池續(xù)航問(wèn)題的根本解決之道在于使之體積最小化、電量最大化。體積自不必說(shuō)，電量如何提高？這就涉及到能量密度的問(wèn)題。但至今仍沒(méi)有妥善的解決辦法，除非找到新型電極材料。
近年來(lái)，科學(xué)家孜孜不倦，一大批新型電池獲得實(shí)驗(yàn)室階段的發(fā)展，如鋰空氣電池、鋰硫電池、鋁離子電池……這些電池于業(yè)內(nèi)人士而言并不陌生，但對(duì)商用并無(wú)益處。無(wú)法被實(shí)際運(yùn)用的技術(shù)，約等于“不存在”?，F(xiàn)今的發(fā)展等不及這批電池的“成長(zhǎng)”，手機(jī)界出現(xiàn)了替代的“快充”技術(shù)，那電動(dòng)汽車(chē)界呢？或許你該了解一下有機(jī)硅材料。
解決之道
沿著直線前進(jìn)是最快的，但此道不通，可另辟蹊徑。有機(jī)硅材料就是電池技術(shù)的“蹊徑”。有機(jī)硅，即有機(jī)硅化合物，是指含有Si-C鍵、且至少有一個(gè)有機(jī)基是直接與硅原子相連的化合物，習(xí)慣上也常把那些通過(guò)氧、硫、氮等使有機(jī)基與硅原子相連接的化合物也當(dāng)作有機(jī)硅化合物。
眾所周知，航天飛機(jī)要想在太空這樣極端的環(huán)境中運(yùn)行，對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)是個(gè)極大的考驗(yàn)。約50年前，道康寧有機(jī)硅方案就以先進(jìn)的技術(shù)和卓越的質(zhì)量，幫助航天飛機(jī)完美應(yīng)對(duì)了這項(xiàng)考驗(yàn)。如今，道康寧品牌又將視線轉(zhuǎn)向了電動(dòng)汽車(chē)——這個(gè)在地球上，面臨著類(lèi)似考驗(yàn)的新型交通工具。
可能許多人對(duì)有機(jī)硅材料并不熟悉，但這種材料具備諸多優(yōu)點(diǎn)。下面我們結(jié)合電動(dòng)汽車(chē)面臨的問(wèn)題，聊聊有機(jī)硅材料的應(yīng)對(duì)之策。
溫度控制
冬季天氣嚴(yán)寒、溫度降低，電動(dòng)汽車(chē)車(chē)主會(huì)明顯感覺(jué)到續(xù)航里程出現(xiàn)縮減。而夏季，電動(dòng)汽車(chē)在“涼車(chē)”充電時(shí)充電困難，充滿電需要很長(zhǎng)的時(shí)間。車(chē)主被“里程焦慮”和“充電難題”折騰得苦不堪言。但這并非電動(dòng)汽車(chē)本身的質(zhì)量問(wèn)題，而是與鋰離子電池的特性有關(guān)。
鋰離子電池在0-40度的溫度下可正常工作，一旦溫度超出這個(gè)區(qū)間，壽命和容量就會(huì)大打折扣。換言之，保持適宜溫度，電池才能達(dá)到其最佳性能。定制的有機(jī)硅材料能夠有效為電池組及電芯散熱，改善電池工作溫度。此外，可點(diǎn)膠的流體態(tài)有機(jī)硅可為電池組形成一個(gè)圍繞電池芯的熱屏蔽，當(dāng)環(huán)境過(guò)冷或過(guò)熱時(shí)，電池依然能保持高效運(yùn)作。
目前，有機(jī)硅材料已廣泛應(yīng)用于極端的太空環(huán)境下。至于極寒的西伯利亞或極熱的撒哈拉？應(yīng)該不在話下。
耐久性
影響電動(dòng)汽車(chē)最為關(guān)鍵的因素是車(chē)用電池的壽命。市場(chǎng)普遍認(rèn)為，隨著電動(dòng)汽車(chē)的使用，其電池會(huì)發(fā)生退化現(xiàn)象，其整個(gè)電池大約將會(huì)丟失20%的電容量。而電動(dòng)汽車(chē)在日常駕駛時(shí)常會(huì)遭遇下雨天和顛簸路面。濕氣、震動(dòng)，這些日常駕駛中最常見(jiàn)的因素都可能影響電池壽命。
而有機(jī)硅材料具備出色的防震性能。在太空運(yùn)行過(guò)程中，航天飛機(jī)會(huì)遭受劇烈的震動(dòng)，有機(jī)硅材料能恰如其分地解決了這個(gè)問(wèn)題。目前，有機(jī)硅材料已協(xié)助美國(guó)宇航局“旅行者2號(hào)”完成了近100億英里的飛行?？梢韵胂?，應(yīng)用了有機(jī)硅材料的電動(dòng)汽車(chē)，表現(xiàn)將十分出色！目前，道康寧的有機(jī)硅方案提供了“電池組專(zhuān)屬定制”的解決方法，可以使電動(dòng)汽車(chē)在日常駕駛中，有針對(duì)性地應(yīng)對(duì)機(jī)械震動(dòng)、濕氣和溫度波動(dòng)對(duì)電池的影響。
絕緣性
近年來(lái)，電動(dòng)汽車(chē)起火事件頻頻傳出，其中大多數(shù)原因出在電池身上。電動(dòng)汽車(chē)電池所面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，在于短路和過(guò)流等。電池出現(xiàn)爆炸或者燃燒等安全事故，導(dǎo)火索是電池出現(xiàn)短路、過(guò)充電等，使電池瞬間產(chǎn)生大熱量，隨后電解液和負(fù)極反應(yīng)、電解液分解、正極與電解液反應(yīng)等一系列連鎖反應(yīng)，最終出現(xiàn)熱失控。
而有機(jī)硅材料的絕緣性可以有效應(yīng)對(duì)這個(gè)問(wèn)題。在電池中應(yīng)用有機(jī)硅，能很好地保護(hù)內(nèi)部關(guān)鍵電子器件、電芯和母線，幫助避免電涌和電池起火的風(fēng)險(xiǎn)。想象一下，在裝載了數(shù)千噸火箭燃料的發(fā)射臺(tái)上，一個(gè)小小的短路就是一場(chǎng)滅頂之災(zāi)。從1969年阿波羅二號(hào)登月起，絕緣性都被視為每次太空任務(wù)的關(guān)鍵條件，有機(jī)硅材料成了安全的保證。如果在電動(dòng)汽車(chē)上使用有機(jī)硅材料，電動(dòng)汽車(chē)最大的安全問(wèn)題將迎刃而解。
邁出這一步，見(jiàn)證有機(jī)硅的下一場(chǎng)時(shí)代變革。
