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壽命160萬公里超燃油車!特斯拉的新電池大有來頭

2020年05月18日 11:51來源:電動邦

電池壽命不夠長,更換價格又太貴,這些問題都給消費者在選購電動車時帶來了一些憂慮。不過特斯拉最近提交了一項名為“鎳鈷鋁電極合成方法”的專利,似乎即將解決這一行業難題。該項專利可以讓電池支持4000次的充放電循環,假設每周給車充電三次,電池至少也能使用25年以上,這已經超過了許多燃油車的使用壽命,聽起來著實有點“黑科技”的意思。那么今天邦老師就給大家分析一下,看看特斯拉的電池真的會有那么神奇嗎?

采用鎳鈷鋁電極合成方法,大幅增加電池充放電循環次數

五月丁香好婷婷网傳統電極在進行合成工藝時會導致一種名為鋰基板的雜質形成,雖然通過降低電池中鋰的含量可以減少此種狀況,但也會使得其電化學性能變差。而特斯拉所采用的鎳鈷鋁電極合成方法可以調整鋰與其他金屬的比例,從而降低電池材料在生產加熱過程中形成的雜質,進而提升電池的充放電循環壽命。特斯拉宣稱這項技術可以讓電池支持4000次充放電循環并使其壽命達到160萬公里。

五月丁香好婷婷网從字面上看這些數據似乎沒有什么問題,但這僅僅只是實驗室所測得的結果,一旦該電池應用到量產車中,是否同樣可以實現呢?

160萬公里僅為理論數據,真實場景中會受多方面影響

先來說一下160萬公里這個數字是怎么來的。簡單來講,一輛NEDC續航里程為400km的電動車,如果支持4000次充放電循環,那么在它的生命周期里理論上可以行駛160萬公里。

五月丁香好婷婷网但在真實的用車場景中,較為極端的溫度對于電池的充放電效率會有著不小的影響。打個比方,同一輛電動車在東北和南方開,實際的行駛里程會相差不少,這是因為寒冷的溫度會影響電池的放電效率,進而導致車輛的續航里程有所減少,所以車輛的真實續航里程往往達不到理論上的數據。

五月丁香好婷婷网此外,三元鋰電池在頻繁快充下都會面臨電池容量衰減的問題。這主要是由于快充的直流電功率很大,在充電過程中大量的電子不斷加速從電池的正極向負極流動,這個過程中產生的高熱量將會使電池負極表面的半透膜(類似于隔離墻的存在,將電極材料和電解液分開,避免其發生反應)破裂并產生反應,在電極上生成異物并使電解液分解。久而久之,電池的最大容量就會慢慢減少。

考慮到極端天氣對于車輛續航的影響以及快充所導致的電池容量衰減問題,很難保證車輛在真實的用車場景中能達到400km的續航,160萬公里的實驗室數據自然也會有所折扣。

4000次充放電循環對電池穩定性帶來更大挑戰

目前主流車型搭載的NCM811三元鋰電池支持1000次左右的完整充放電循環,而在快充300-500次之后電池的穩定性就會變差。這會使得電池熱失控溫度下降,更容易導致起火事件的發生。而特斯拉這項專利可以使電池支持4000次充放電循環,那么在其生命周期里快充的次數也必然會大幅增多,所面臨的安全隱患也比其他電動車要大,這對于其電池的穩定性也提出了更為嚴苛的考驗。

電池壽命并不等于整車壽命

邦老師還要跟大家普及一下,電池的壽命長并不意味著整車的壽命也同樣長。以傳統的內燃機為例,汽車連續工作十幾個小時發動機也沒有太大問題,但最先出現衰減甚至失效的往往是剎車系統。所以一輛車的實際壽命和整車零部件的耐久性、可靠性都有著密切關系,不能只看其中一方面。

特斯拉還在電池行業內進行了哪些布局?

五月丁香好婷婷网早在2015年,特斯拉就開始研發動力電池技術并計劃在未來實現規模化生產。在此期間,特斯拉先后收購了超級電容生產商Maxwell和電池制造設備公司Hibar,這里面最值得一提的就是由Maxwell所發明的干電極工藝。

目前,主流純電動車上搭載的三元鋰電池采用的都是濕電極工藝。在制造過程中正極或者負極材料首先會和溶劑混合,然后涂覆到電極片上。但由于涂覆方式所生產出來的電極較薄,所以目前三元鋰電池單體能量密度最高的也僅有300Wh/kg。

Maxwell的干電極技術可以將電池正極或者負極材料混入粘性物質,然后把混合物壓緊黏附到電極片上,就無需額外的粘合劑、導電劑等物質,從而使電池具有更高的能量密度。這項技術可將電池單體能量密度提高到300Wh/kg-500Wh/kg,如果特斯拉能達到500Wh/kg的理論值,旗下車型的續航里程或將突破1000km。

開啟“Roadrunner”動力電池自產計劃,成本進一步下降

五月丁香好婷婷网目前,特斯拉與松下合作生產的鋰電池約為111美元/kWh。為了進一步使成本下降,特斯拉啟動了名為“Roadrunner”的動力電池自產計劃,其生產線位于美國弗里蒙特大沙漠內的工廠。預計在規模化生產之后,特斯拉的動力電池成本有望降低到100美元/kWh,屆時,電動車的售價就能和燃油車持平。

邦點評

五月丁香好婷婷网如果以上技術都會應用到特斯拉未來的自產電池中,那么很有可能會出現一款續航達到1000km以上,使用壽命超過25年的純電車,這對于整個電動車行業來講都是革命性的突破。但從目前來看,快充所帶來的電池熱失控臨界點下降以及高能量密度對于電池穩定性的影響都是特斯拉所要面臨的問題,這也就是為什么即便三元鋰電池目前已經大規模應用,但很多業內人士仍認為安全性能更高的固態電池會成為動力電池的下一個風口。

但總的來說,這些技術的出現對于消費者是一件好事。電池壽命的增加會優化純電車的使用體驗,規模化的生產也會降低消費者的購車成本,這些因素也都將提升電動車和燃油車正面交鋒的“底氣”。

五月丁香好婷婷网內容來源于車友頭條-車友號-電動邦

(本文來自互聯網,不代表小豬二手車的觀點和立場)

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