最近,只要一聊起买电动车,一个新词儿就总往耳朵里钻,那就是“固态电池”。
销售人员说得天花乱坠,网上也是讨论得热火朝天,仿佛它就是解决所有电动车问题的“灵丹妙药”。
听多了,大家心里不免犯嘀咕:这固态电池到底是个什么东西?
真有那么神奇吗?
现在市面上的车,到底是不是真的用了这个技术?
咱们普通老百姓辛辛苦苦挣的钱,可不能因为不懂行,就稀里糊涂地交了“智商税”。
今天,咱们就用最实在的大白话,把这个固态电池的来龙去脉给您掰扯清楚,让您在买车的时候心里有杆秤,清清楚楚,明明白白。
要想弄明白固态电池好在哪,咱们得先知道现在绝大多数电动车上用的电池是个什么构造。
您可以把现在主流的锂电池想象成一个装满了特殊液体的容器,这个液体,专业术语叫“电解液”。
电池的正极和负极就浸泡在这片液体里,中间用一层很薄的“隔膜”隔开,防止它们直接碰到一起。
充电和放电的过程,其实就是无数个微小的锂离子,在这个液体里从一头游到另一头,再游回来。
这个过程产生了电流,车子就能跑起来了。
这个模式很成熟,用了这么多年,但也一直有两个让人头疼的老大难问题。
第一个是安全,那个电解液本质上是易燃的有机溶剂,一旦电池因为碰撞、挤压或者过热,导致中间那层薄薄的隔膜破损,正负极直接接触,就会发生短路,后果很可能就是起火甚至爆炸,这也就是我们时常在新闻里看到的电动车自燃事件的主要原因之一。
第二个是续航,电解液本身不储存电能,它只是锂离子游泳的“泳道”,但它却占了电池内部不少的重量和体积,这就限制了电池里能装载的真正用来储能的活性物质的数量,能量密度也就有了一个上限,直接影响了咱们最关心的续航里程。
好了,现在我们来看看“固态电池”是怎么来解决这些问题的。
顾名思义,它最核心的改变,就是把原来电池里那些液态的电解液给拿掉了,换成了一种固体的材料来充当锂离子通过的介质,这种材料被称为“固态电解质”。
您可别小看这“液”变“固”的一小步,它给电池技术带来的,可是革命性的一大步。
首先,安全性得到了质的飞跃。
固态电解质本身通常是陶瓷类或者高分子聚合物材料,它们天生就是绝缘体,而且非常耐高温,根本烧不起来。
这就好比以前正负极之间只隔了一层薄纱,现在换成了一堵厚实的防火墙。
即便是在极端情况下,比如用钢针去穿刺电池,它也不会像传统电池那样瞬间短路、热失控起火。
对于咱们普通家庭用车来说,安全永远是第一位的,这种从根本上提升的安全性,是它最大的价值所在。
其次,续航能力有了巨大的提升潜力。
因为用固态电解质替代了液态电解液和隔膜,电池内部的结构变得更紧凑,也省去了很多原本用来封装液体的辅助结构。
这样一来,同样大小和重量的电池包里,就可以塞进更多更高能量密度的正负极材料。
打个比方,就像一个行李箱,以前里面塞了很多泡沫填充物,现在把泡沫全拿掉,自然能装下更多的衣物。
反映到数据上,目前顶尖的液态锂电池能量密度大概在每公斤300瓦时左右,而全固态电池的理论目标可以轻松达到每公斤400甚至500瓦时以上。
这是什么概念呢?
简单换算一下,就是原来能跑600公里的车,换上同样重量的固态电池,未来可能就能跑到1000公里以上,长途旅行的里程焦虑将得到极大的缓解。
再者,充电速度和电池寿命也得到了改善。
固态电池的结构更加稳定,能够承受更大电流的充电,并且能有效抑制在充电过程中产生的一种叫做“锂枝晶”的有害物质。
这种锂枝晶就像电池内部长出的微小针刺,是导致传统电池寿命衰减和安全隐患的重要元凶。
没有了它的困扰,固态电池不仅充电速度可以做得更快,理论上可以实现充电十几分钟续航几百公里的效果,而且能够经受更多次的充放电循环,使用寿命也更长,一辆车开到报废可能都不需要更换电池,长远来看也为车主省下了一大笔费用。
听起来这么完美,那为什么现在市面上还没有大规模普及呢?
这就是问题的关键了。
理想很丰满,但现实还有两大难题需要攻克。
第一个是技术难题,主要是固态电解质和正负极之间的“界面”问题。
固体和固体之间要做到像液体那样天衣无缝的接触是非常困难的,接触不好,锂离子通过时的阻力就会变得非常大,电池的性能就会大打折扣。
全世界的科学家们都在努力寻找更好的材料和工艺来解决这个接触不良的问题。
第二个就是成本问题,目前能达到高性能要求的固态电解质材料,其制备工艺复杂,价格极其昂贵,导致整个电池的成本居高不下。
如果现在就装车量产,那这台车的价格恐怕不是普通消费者能够承受的。
正因如此,我们国家的一些头部企业和科研机构,走出了一条非常务实和智慧的道路。
既然一步到位实现“全固态”还有困难,那我们就先走一步,发展“半固态电池”。
所谓的半固态,可以理解为一种过渡方案,它在电池里仍然保留了极少量的液体或凝胶状电解质,但主体已经换成了固态电解质。
这样做的好处是,用那一点点的液体来浸润固体界面,巧妙地解决了固体之间接触不好的核心技术难题,同时又因为大大减少了易燃的液态电解液的用量,安全性能比传统电池高出很多,能量密度也得到了显著提升。
更重要的是,它的成本控制在一个相对可以接受的范围,具备了量产上车的可能性。
比如,像蔚来汽车已经交付的150度电电池包,就采用了这种半固态技术,并且已经有车主在实际使用中跑出了一千多公里的续航成绩,这就是我们中国在这一前沿领域取得的实实在在的进展,是值得我们骄傲的。
所以,回到我们消费者最关心的问题上:面对市场上宣传的“固态电池”,我们应该怎么选?
首先要明白,目前您能在市面上买到的,严格意义上都是“半固态电池”,而非“全固态电池”。
如果您购车预算非常充足,对超长续航有刚性需求,比如经常需要跨省长途驾驶,或者就是一位追求最新科技体验的爱好者,那么选择一款搭载了半固态电池的车型,它带来的超长续航和更高的安全保障,确实能给您带来与众不同的用车体验。
但对于绝大多数普通用户来说,日常用车主要是在城市里通勤,周边充电设施也比较完善,那么目前技术非常成熟、经过了市场长期检验的高性能液态锂电池,比如宁德时代的麒麟电池、比亚迪的刀片电池等,其提供的五六百公里的续航已经完全能够满足日常使用了。
这些电池在安全性和性能上已经做得非常出色,而且成本更低,反映在车价上也更具性价比。
为了一个可能一年也用不了几次的极限长续航,而多付出数万甚至十几万的购车成本,是否划算,就需要您根据自己的实际情况来权衡了。
了解了这些背后的原理和现状,咱们在选车时就能更加从容,不被各种宣传口号冲昏头脑,真正做到理性消费,选择最适合自己的那一款车。
全部评论 (0)