最近,只要一聊起电动汽车,大家伙儿心里头可能都盘算着两件事:一是这车开出去,半路上会不会突然没电了,让人搁在高速上干着急?
二是在充电站,看着那慢悠悠往上涨的电量,是不是总觉得自己的时间被白白浪费了?
这种续航里程的焦虑和充电时间的等待,就像两座大山,压在不少想买电动车,或者已经买了电动车的朋友心上。
很多人都在想,要是有一天,电动车能像加油一样方便,充电几分钟就能跑个上千公里,那该多好。
这个听起来像是科幻电影里的场景,如今正因为一项技术的突破,开始变得越来越真实,这项技术就是固态电池。
那么,这个固态电池到底是个什么东西,它真有这么神奇,能把我们从这些烦恼里解救出来吗?
要说清楚这件事,咱们得先从现在车里用的电池聊起。
我们目前主流的电动汽车,用的都是液态锂电池。
您可以把它想象成一个装着“能量饮料”的盒子,里面的正负极材料就泡在这“饮料”里。
这种“饮料”的学名叫电解液,是液体的,它的作用就是当个“搬运工”,负责把锂离子在正负极之间来回搬运,这样才能完成充电和放电。
这个“搬运工”虽然干活还行,但它有几个天生的毛病。
首先,它非常怕热,也怕磕碰,一旦电池受到剧烈撞击或者温度过高,这个液态的“搬运工”就可能发生泄漏,甚至因为它本身是易燃的,所以会引发燃烧或者爆炸,这就是我们偶尔在新闻里看到的电动车自燃事故的主要原因之一。
其次,这个液态的东西占地方,能量密度有个上限,就像一个杯子,容量是有限的,装满了就再也装不下了,这就直接限制了我们车子的续航里程。
而固态电池的革命性之处,就在于它做了一个釜底抽薪式的改变:它把那个不安全又不省地方的液态“搬运工”给彻底开除了,换上了一个固体的“搬运工”,也就是固态电解质。
您别小看这从液体到固体的变化,这一下子就打开了新世界的大门。
首先,安全性得到了质的飞跃。
因为这个固体的“搬运工”本身就是不可燃的,而且性质非常稳定,不怕高温,也不怕穿刺。
这就好比把一个装着汽油的塑料袋,换成了一块坚固耐火的砖头,从根本上杜绝了电池内部短路引发火灾的风险。
这对每一个坐在车里的人来说,无疑是吃了一颗定心丸,生命安全有了更坚实的保障。
其次,就是大家最关心的续航能力。
固态电解质的结构非常紧密,它可以让正负极材料做得更薄,从而在同样大小的电池包里,塞进去更多的能量物质。
打个比方,这就好像我们整理行李箱,以前是把衣服乱糟糟地塞进去,现在是把它们用真空袋压缩后再放进去,能装的东西自然就多得多了。
反映到具体数据上,目前比较先进的液态锂电池,能量密度大约在每公斤250到300瓦时,而固态电池的目标是轻松突破每公斤400瓦时,甚至冲击500瓦时。
这是什么概念呢?
简单来说,就是同样重量的电池,能跑的路程可能会翻倍。
现在能跑五六百公里的车,换上固态电池后,跑一千公里以上就成了家常便饭。
这意味着从北京开车去上海,中途基本不用再为找充电桩而发愁了,“里程焦虑”这个词,或许将彻底成为历史。
更让人兴奋的是充电速度。
因为固态结构非常稳定,可以承受比液态电池大得多的充电电流,这就好比以前浇花用的是细细的水管,水流开大了管子就受不了,现在换成了消防队用的粗水管,可以开足马力猛灌。
未来,电动车充电可能真的就像我们现在加油一样,在服务区停个十来分钟,喝杯咖啡、上个洗手间的功夫,车子就能充进足够跑几百公里的电量,彻底告别动辄一两个小时的漫长等待。
说到这里,可能有人会觉得这饼画得太大,不太现实。
但实际上,尤其是在我们中国,这场电池革命的号角已经吹响,并且取得了实实在在的成果。
比如,为蔚来汽车提供电池的北京卫蓝新能源公司,他们研发的150度电半固态电池包,已经不是停留在实验室里的样品了,而是已经成功装车并进行了公开路测。
就在不久前,一辆搭载这款电池的蔚来ET7,在媒体和公众的见证下,从上海出发,一口气跑到了厦门,全程达到了惊人的1044公里,而且最终还剩余一些电量。
虽然它被称为“半固态”,意味着其中还保留了极少量的液体成分作为辅助,但这已经是向全固态时代迈出的决定性一步,它用铁一般的事实证明了,千公里续航已经不再是遥不可及的梦想。
除了卫蓝新能源,我们国内的电池巨头宁德时代,更是把目光投向了更远的未来,他们发布的“凝聚态电池”,能量密度高达每公斤500瓦时,不仅计划用于下一代的高端电动汽车,甚至提出了要把它应用在电动飞机上,这展现了中国企业在全球技术竞赛中敢为人先的雄心和实力。
此外,像上汽集团投资的清陶能源、锂矿巨头赣锋锂业等一大批中国企业,都在固态电池这条赛道上投入了巨额的研发资金,并且已经形成了庞大的专利布局。
可以说,在下一代电池技术的竞争中,我们已经从过去的追赶者,变成了如今的领跑者之一。
当然,我们也要清醒地看到,任何一项颠覆性的技术从实验室走向千家万户,都需要一个过程,固态电池也不例外。
目前摆在它面前最大的难题,就是成本。
因为固态电解质的材料选择、生产工艺都比传统的液态电池复杂得多,对生产环境的要求也极为苛刻,这就导致了它的制造成本居高不下。
如何通过技术创新和规模化生产,把价格打下来,让普通老百姓也能买得起搭载固态电池的汽车,是所有从业者正在全力攻克的关卡。
另外,在技术细节上,比如如何保证固体与固体之间接触得天衣无缝,以降低电阻、提高效率等问题,也还需要科学家和工程师们继续努力。
因此,我们可能还需要几年的时间,才能看到全固态电池真正在市场上大规模普及。
但这个方向是确定的,这个未来是光明的。
它的出现,不仅仅是解决了电动车的几个痛点,它更像是一把钥匙,将开启一个全新的绿色出行时代,加速整个汽车行业向电动化的彻底转型。
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