五種正極材料PK:哪一種更好?

電池制造商正在大力推廣電動(dòng)汽車(chē)。假設(shè)他們沒(méi)有成功，會(huì)發(fā)生什么?也許就像燃料動(dòng)力電池在20世紀(jì)90年代爆炸，或者生物燃料在過(guò)去的10年騰飛相同，沒(méi)有政府的大量補(bǔ)貼是不可能生存下去的。美國(guó)能源部也承認(rèn)，鋰離子電池的一些關(guān)鍵參數(shù)并不令人滿(mǎn)意。與鋰離子電池相比，新型的鎳氫電池更便宜、更安全、更適用于電力系統(tǒng)。

電力系統(tǒng)沒(méi)有理想的競(jìng)爭(zhēng)者，所以鋰離子電池仍然是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。圖1顯示了五種替代電池，其中鋰鎳錳鈷(NMC)電池、磷酸鋰離子電池和鋰錳電池具有一定的優(yōu)勢(shì)。鋰鈷氧化物是消費(fèi)電子產(chǎn)品中最受歡迎的電池(未上市)，是特斯拉和SmartFortwoED用于電動(dòng)汽車(chē)的能量密度最高的電腦電池，由于其價(jià)格高和其他缺點(diǎn)，不適合許多電動(dòng)汽車(chē)。人們要在安全、能源、成本和熱功能方面做出妥協(xié)。

以下是電力系統(tǒng)中電池的一些重要指南。

安全性:為電動(dòng)汽車(chē)選擇電池最重要的準(zhǔn)則之一。媒體的驚訝和言辭可能導(dǎo)致大眾否定電動(dòng)汽車(chē)。100年前也發(fā)生過(guò)類(lèi)似的問(wèn)題，比如蒸汽機(jī)和油箱爆炸。第一個(gè)問(wèn)題是電池失去了控制。這個(gè)問(wèn)題應(yīng)該在很大程度上通過(guò)堅(jiān)固的配件和精心設(shè)計(jì)的安全電路得到解決，但仍然可能存在危險(xiǎn)。確保電池在長(zhǎng)期使用后的安全性是非常必要的。

壽命:反映電池的循環(huán)時(shí)間和儲(chǔ)存壽命。大多數(shù)電動(dòng)汽車(chē)的電池壽命允許它們?cè)谑褂?到10年內(nèi)一次充電行駛160公里(約100英里)。電池老化導(dǎo)致的電池容量退化是一個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題(尤其是在炎熱的氣候條件下)。另一方面，汽車(chē)制造商缺乏針對(duì)不同條件和氣候下用戶(hù)的電池老化數(shù)據(jù)。因此，制造商通常會(huì)加大電池組的尺寸來(lái)彌補(bǔ)電池容量的損失，從而保證汽車(chē)在正常的使用壽命。

電池的高低溫功能:它反映了電池在極熱的夏季和極低的溫度下的功能。與內(nèi)燃機(jī)不同的是，電動(dòng)汽車(chē)的電池要更高的溫度。當(dāng)汽車(chē)的動(dòng)力源僅僅是電池時(shí)，電池的溫度、內(nèi)部加熱和冷卻所需的能量也將來(lái)自電池。

比能:即電池單位重量所包含的能量。眾所周知，電池每單位重量出現(xiàn)的能量?jī)H為化石燃料的1%。1公斤(1.4l0.37加侖)汽油的容量約為12千瓦時(shí)，而1公斤電池的容量?jī)H為120瓦時(shí)。但我們要了解的是，發(fā)動(dòng)機(jī)功率超過(guò)90%，而內(nèi)燃機(jī)功率只有30%左右。雖然功率差異如此之大，但電池的儲(chǔ)能能力不是內(nèi)燃機(jī)的兩到四倍。

具體功率:與汽車(chē)的加速有關(guān)的人才，大部分電動(dòng)汽車(chē)的電池比功率都不低。與同等馬力的內(nèi)燃機(jī)相比，電動(dòng)機(jī)具有更好的轉(zhuǎn)矩比。

成本:這是電動(dòng)汽車(chē)的第一個(gè)缺點(diǎn)。波士頓咨詢(xún)公司認(rèn)為，電池的政策成本很難限制在250-400美元/千瓦時(shí)。此外，還有其他因素要新增成本，如電路的安全維護(hù)、電池狀態(tài)、環(huán)境溫度控制和8-10年的保修。這些因素導(dǎo)致電池的價(jià)格與非電動(dòng)汽車(chē)相當(dāng)，這實(shí)際上是電動(dòng)汽車(chē)價(jià)格的兩倍。