如今最热门的前沿项目是锂空气电池。锂空气电池的理论能量密度为5200Wh/kg,比起特斯拉电池来说高了一个数量级;如果不计算氧气重量,其理论能量密度更是高达11680Wh/kg,这就堪比汽油了。就算考虑到理论值和实际值的差距,也应该完全能满足电动车的需求。这样的潜力当然让研究者们感到十分兴奋,现在全球至少有上千家研究所正致力于攻坚锂空气电池。
很显然,对于电动车行业来说,谁能最先掌握商用锂空气电池技术,谁就能够最快占据市场。大众汽车公司已经明确押宝于此,它们公开宣称要在2020年实现锂空气电池的量产化,并预期打造出一款续航里程高达800公里的超级电动车。作为电动车行业的领跑者,特斯拉也在开发金属空气电池。此前该公司曾被媒体披露拥有一项最新的专利,显示它们已经开发了一种由锂离子和金属空气(锂空气或者铝空气)电池组成的电池组,充一次电可以让汽车行驶达到400英里(约合650公里)。
丰田的实验
汽车业界巨擘丰田公司所选择的方向,却与大众和特斯拉不一样,其将金钱和目光都转向燃料电池汽车。
所谓燃料电池,就是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的电池。它可以是氢燃料电池,也可以是生物燃料电池。从表面上来看,它也像普通电池一样有正极、负极和电解质,等等,但事实上,它却不是一个蓄电池,而是一个发电装置,所以燃料电池汽车也依然属于电动车范畴。
燃料电池最大的优势在于体积小、分量轻但储能很高。今年年初,弗吉尼亚理工大学的一个研究团队就曾开发出一种“糖能燃料电池”,能量密度达到了锂离子电池的10倍。丰田公司预计在2015年左右上市的燃料电池车FCV-R亦是绝佳证明。根据丰田提供的资料,这款新车将有着至少500公里的续航能力,而且加燃料时间不会超过3分钟,综合来看,这样的表现将远远优于特斯拉Model S,已经达到了燃油车的水平。
然而,燃料电池的问题在于,其最大输出功率不足,也就是说,燃料电池车开不快。另外,在动力扭矩输出也就是汽车加速性能上,燃料电池汽车也有着天然的弱势。
充电效率提高20倍
除了提高能量密度之外,如何提高充电效率,也是研究者们的攻坚重点之一。
最近,有一家名为Power Japan的日本公司宣称它们和日本九州大学的研究人员们一起研发了一种碳电池,能够将电池充电效率提高20倍——能够让一辆尼桑聆风在12分钟内完成充电,而不是以前的4小时。
据悉,Power Japan研发的碳电池在正负极上均采用了碳元素,因而被称为“双碳电池”,这种电池的能量密度将不低于任何锂电池。
该公司同时指出,在采用双碳性电池技术后,电池的充放电次数比锂离子电池多20次,释放的电量也比锂离子电池单体多4伏特。而且,在测试中,其充放电循环次数可达3000次,足以维持电动车10年以上的电池寿命。Power Japan还声称,在充放电过程中,这种电池的温度不会发生太大变化,大大减少了爆炸或起火的危险。
我们可以看到,尽管双碳电池的潜力不像锂空气电池那样巨大,但如果验证为真的话,它对电动车市场的影响也不会逊色太多。
谁将成为未来电动车行业的霸主,哪种技术会成为新的主流,现在的我们都不得而知。对于电动车行业来说,任何革命都会带来一个突破的契机,从而让电动车在占领未来市场的道路上走得更加坚稳。

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