
前幾天,第一電動網發布了一篇名為《中國電動汽車要彎道超車BMS必須攻克》的文章,本人認為其觀點值得商榷。因為沒有高性能的電池,BMS再先進也無用,并且電動汽車可采用多種電池、多種儲能系統,各種系統不同,需要不同的BMS,不可能一種BMS包打天下。目前影響電動汽車的安全性、續航里程、充電速度以及制造成本的關鍵因素都是電池,電池才是電動汽車的瓶頸!
10月22日在京召開的全國節能與新能源汽車產業發展推進工作座談會上,國務院副總理馬凱指出“從供給和需求兩方面發力,加快動力電池革命性突破”,“要抓住動力電池這個核心,明確近期發展路線,實施鋰電升級工程,推動電池技術早日實現革命性突破”。大家都在呼喚“超級電池”在哪里如果因為“電池基本上是材料科學,屬于基礎研究領域”,“從實驗室到商業化路途漫長”,而急功近利放棄電池的研究,中國的電動汽車永遠不可能實現彎道超車。
國外在電池技術方面比中國領先,是指目前的鋰電池。在新一代“超級電池”方面,國外也還在探索。第一電動網還發布過《“超級電池”在哪里》一文,文中說的五大電池技術商業前景可期,這是真的嗎為此作了一些調查。
1、關于蔣業明的半固態鋰液流電池和nanoFLOWCELL的液流電池
《要做“超級電池”的,不僅僅是特斯拉,還有華人蔣業明》一文中提到,蔣業明在麻省理工的平臺上與風投資本合作,先后創辦了4家初創公司,其中最近的一家就是做電池的24M。最初,蔣業明提出的解決方案是液流電池。
液流電池系統中通常包含兩個容器,其中儲存著液體化學溶劑,形成兩個次系統。這兩個次系統間的連接部分為發電區,以一個薄膜隔開。這兩種化學溶劑,從它們所在容器流動到發電區,隔著薄膜產生離子交換,進行放電或儲電。增加鋰電池的容量有兩條路:一是增加電池芯數量,二是增加能量密度。增加電池芯數量的話,鎳和鈷等金屬的消耗將同比例增加,邊際成本很高。而要增加液流電池的容量只需連接更大的液體倉,成本很低。缺點就是體積太大,因為液流電池的能量密度遠遠低于鋰電池。
蔣業明想為何不用鋰電池的化學成分來造液流電池呢這種結合的產物將擁有比液流電池更小的體積,比鋰電池更低的生產成本。于是他把這個課題交給了一位本科生MihaiDuduta,僅僅一個月后,Duhata拿出了第一個工作原型。如此驚人的速度讓所有人吃了一驚,蔣業明隨即向投資人展示了原型,并獲得了1250萬美元的投資。有了彈藥,24M開工了。只是,畫面太美,世界把24M當成了挑戰風車的唐吉坷德。新概念走向死胡同!
24M的一個小實驗吸引了他們的注意力。蔣業明要求團隊生產一些鋰離子靜態電池作為對照,結果非常令人意外。他們用液流電池的泥漿制作了一些靜態電池,并對它們進行數百次的充放電,電池容量竟然驚人地穩定。這一現象讓一些年輕的員工,包括立下汗馬功勞的Duduta,對液流電池產生了懷疑。這些年輕人不像蔣業明那樣癡迷于液流電池,他們開始認為靜態的電池才是正確的出路。
24M液流電池的成敗,取決于能否找到合適的儲液罐尺寸,來使液流電池的生產成本降到靜態電池之下。而直至2010年末,團隊仍然沒有找到這個“盈虧平衡點”。兩派觀點各執一詞,蔣業明不認為“平衡點”是個問題,而他多年的合作伙伴CraigCarter卻堅持要找到這個平衡點。Carter招來一個小伙子JeffDisko,以不找到不罷休的精神,開始死磕各項參數。接下來的兩周時間里,Disko加班加點對數據進行整理,Carter則做了個軟件,用于對電池參數進行可視化展示。兩周后,他們終于找到了那個平衡點。結果是,要與化石能源競爭,鋰離子液流電池將需要一個巨大的液流倉。要多大大概相當于一座核電廠那么大。這樣的結果,不但Carter和Disko不敢相信,對于整個團隊來說都是難以接受的。他們反復對數據進行核對,“不可能”的答案反復呈現。于是2011年初的一次會議上他們向團隊展示了研究結果:除非是要為一座城市供能,否則還是用靜態電池比較劃算。
與許多初創公司一樣,當初靈機一動的點子都會死在商業化的道路上。開完會兩天后,蔣業明宣布放棄液流電池,公司將研發一種靜態電池,24M把做過的事情歸零。
列支敦士登的nanoFLOWCELL的液流電池,也存在在蔣業明的液流電池相同的問題——體積過大。在電動汽車上,不是將原型車中200升體積的電池倉,擴充至800升就可續航1000公里這么簡單。
2、關于固態電池
《三種改變世界的電池技術》中介紹了Sakti3的固態電池,“固態電池擁有多種類型,但它們的共同之處是放棄了鋰離子電池當中可燃性很高的液態電解質,轉而使用了其他材料——通常是金屬混合物——來在電極之間傳導電子和產生電能。”“由于內部不含液體,固態電池也就沒有必要被加入絕緣層和其他安全措施,因此這種電池的體積和重量相比鋰電池有所降低,同時適應能力更強。對于電動汽車廠商來說,這些都是頗具吸引力的優勢。”

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