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無論你是否願意承認,新能源汽車取代燃油車的大幕都已經開啟!而作為目前新能源汽車的主要產品,純電動汽車,其實也並不是什麼太過新鮮的東西。電動汽車三大件之一的電機,其發展時間甚至比現在的燃油機還要早上幾十年。

那麼為何電動汽車的發展沒有燃油車那麼順利?最關鍵的一點還在於電池。試想如果沒有安全保障,沒有續航里程為繼,再加上高額的成本,那麼電動汽車的價值可能並不比普通的玩具車高出多少。如果沒有合適的電池,或許,燃油車的壽命還將長久地持續下去。

鋰電池的出現,為電動汽車打開了一扇大門

在都以為燃油車必將成為人們出行過程中唯一選擇的時候,鋰電池出現了。也正是因為鋰電池的車用,燃油車的地位也被潛移默化地改變了。

被譽為近代電子工業最偉大的兩項發明,除了電晶體自然就要數鋰電池了。鋰電池作為最主要的行動式能量源,影響著我們生活的方方面面。

如果沒有鋰電池,就不會有現在的行動式穿戴裝置。就連你現在正在觀看此文所使用的智慧手機,也離不開鋰電池的功勞。

當地時間10月9日下午,2019年諾貝爾獎的最後一個自然科學類獎項正式揭曉,作為諾貝爾獎“陪跑”多年的古迪納夫教授,連同惠廷漢姆教授以及吉野彰教授,因在鋰電池發明道路上所做的奠基性貢獻,榮獲今年的諾貝爾化學獎。

正是“鋰電池之父”古迪納夫教授,在1997年帶來了震驚世人的磷酸鐵鋰電池,才正式拉開了鋰電池行業這個市值超過萬億的新興市場的序曲。

彼時,古迪納夫教授已75歲高齡。

簡單和大家介紹一下這項偉大的發明。磷酸鐵鋰(LiFePO4),或者簡稱為LFP,在它的晶體結構中,鐵與氧組成 FeO6 八面體,磷與氧組成 PO4 四面體,這些八面體與六面體按照一定規則構成骨架,形成Z 字型的鏈狀結構,而鋰原子則佔據空間骨架中所構成的空位中。

【磷酸鐵鋰晶體結構】

相較於鈷酸鋰的層狀結構,LFP的空間骨架結構更穩定,鋰離子在骨架的通道中也能快速移動。同時,LFP的成分是極其廉價的鐵與磷,價格遠低於鈷。

其穩定性和低成本迅速吸引了業界的關注,鋰離子電池也成為各大電子消費品的主要組成,電動汽車亦是如此。也可以說正是因為車載電池的廣泛應用,也為鋰電池打開了一個新的應用方向,創造了一個全新的商業機遇。

而中國在新能源汽車行業快速發展趨勢的帶動下,2018年中國鋰電池行業保持快速增長,全年鋰電池市場規模突破100GWh,同比增長34%,其增長主要來自於動力電池領域的快速增長。

作為全球動力電池出貨量處於領先地位的寧德時代和比亞迪,磷酸鐵鋰電池也是它們的根本。比亞迪主要涉及磷酸鐵鋰電池,寧德時代主要以三元鋰電池為主,磷酸鐵鋰電池也有涉及。動力電池企業飛速發展,自然也是因為電動汽車的逐步普及。

鋰電池為電動汽車的發展打開了一扇大門,而電動汽車也一定程度上助推了鋰電池的應用發展,兩者可謂是相輔相成。

鋰電池已被認可,電動汽車之路還有多長

鋰電池雖被廣泛認可,但電動汽車之路卻仍並非坦途。

眾所周知,採用鋰電池作為動力源已漸成主流,而鋰元素作為世界上最不安分的金屬成分,和氧氣發生摩擦會迅速氧化從而發生燃燒和爆炸的可能。這也是目前咱們乘坐飛機,鋰電池不得託運的根本原因。

並且鋰電池就像發動機一樣,不可能做到百分百的無誤差裝配。成千上萬的鋰電池來推動這輛龐然巨物在公路馳騁,其出現問題的機率和風險不可謂不大。

特斯拉用的三元鋰電池,因為這款電池的密度高,品質輕,而且續航能力不差。它最大的缺點就是安全性和穩定性略差,還非常規,更重要的是它容易發生失火、爆炸的情況。

以比亞迪為代表的車企用的是磷酸鐵鋰電池,它的優勢是功率密度、效能等各方面均衡,而且造價便宜。但就是太重,而且極端情況下(冬天),電量會掉的很快。

兩者的優缺點都太過明顯,如何平衡密度、巡航里程和安全性,成為了擺在電動汽車發展面前的一道重要的課題。

目前業內有這樣一種共識,認為磷酸鐵鋰屬於大巴,三元鋰電屬於乘用車。而之於未來,或許是另一種電池的天下,那就是固態電池。

同樣還是那位老人,古迪納夫教授在90歲高齡之時,又毅然投入到全固態電池的研究之中。

這種全固態電池是將原先的液態有機電解池換成一種全新的固態電解質。固態電解質不僅能夠保證原有的儲電效能,還能防止枝晶問題的產生,而且更安全,更廉價。也可以完美解決目前兩種應用於電動汽車上的鋰電池各自的弊端。

馬曰:

或許在不久的將來,電動汽車又會有著新的發展和騰飛。正是這樣一位可敬的老人,用自己的生命譜寫出了電池的發展樂章,使得各行各業都為之受益。

電動汽車之路雖非坦途,但也無需盲目地否定它,多給它一些耐心和時間去發展去完善。要知道,這個世界上正有著無數類似古迪納夫教授這樣的人,在默默地為之奮鬥和努力。

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