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充电5分钟时代来临:电池技术走到临界爆发点
  • 2017/9/29 15:04:16
  • 类型:原创
  • 来源:电脑报
  • 报纸编辑:电脑报
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【电脑报在线】电池技术在很长时间由于受重视程度有限,发展基本处于接近停滞的缓慢状态,不过随着智能手机的普及以及电动汽车的兴起,人们开始关注电池技术突破。

@特约作者 钟清远

作者简介:曾经的媒体人,科技媒体记者,科技专栏作者。如今投身互联网企业。《电脑报》特约记者。

 

      电池技术在很长时间由于受重视程度有限,发展基本处于接近停滞的缓慢状态,不过随着智能手机的普及以及电动汽车的兴起,人们开始关注电池技术突破。”充电5分钟通话两小时“是大家耳熟能详的广告,却也说明了智能手机领域电池技术正在快速发生变化。与此同时,在电动汽车领域,电池技术也即将进入”充电5分钟时代”。

 

      以色列StoreDot:充电5分钟行驶500公里

     FlashBattery:要彻底改变汽车充电方式

      9月14日,梅赛德斯-奔驰的母公司戴姆勒宣布,该公司领投了对色列新型电池初创公司StoreDot的6000万美元投资。StoreDot正致力于一种五分钟就可以给汽车充满电的方法。

      StoreDot创建于2012年,总部位于以色列特拉维夫,主要致力于快充电池的研发。StoreDot将把这轮融资花在快充电池FlashBattery上。该技术将在单次充电中提供300英里(482公里)的续航里程。

      早前,在柏林全球初创企业展上,StoreDot展示了该技术的概念验证,它是“对传统锂离子电池结构的大刀阔斧的改进”。而更早在2014年的微软ThinkNext大会上,StoreDot就展示了他们的手机FlashBattery,宣称能够在30秒内给手机充满电。

      据悉,运用于电动汽车的FlashBattery融合了多层纳米材料和有机化合物,将大大减少充电所需时间。在介绍该项技术的视频中可以看到,在StoreDot模块上运行的汽车将配备四十个“小袋”,每个小袋中都包含FlashBattery技术,由称为多肽的氨基酸短链转化而成的 “纳米点”组成,“纳米点”呈分层结构排列,可一次性存储和释放大量电量,从而使其能够实现快速充电,充电时间最多可缩短至5分钟。

      除了充电快速的优势之外,FlashBattery还有两大值得注意的亮点:一是,它可以充分利用现有的成熟的锂电池技术,只需在锂电池中加入纳米材料及专属有机化合物。这样就可以大大减少研发成本和生产流水线。二是,FlashBattery快充技术不需要改变电池的尺寸。因此,汽车生产商不需因改变电池尺寸,而需重新设计汽车。这一点优势更容易说服用户生产商采用这项技术。

      此外, StoreDot还称,该技术打破了传统石墨锂离子电池的局限性,且比锂电池更安全,因为其有机化合物电池的燃点很高,在充电过程中很难引发火灾。而且,这种技术还可以增加电池的重复充电次数,降低更换电池的频率,从而延长电池的使用寿命。

      今年以来,多个国家都出台政策,限定了废除燃油车的截止时限,促使汽车行业向电动转型。可是,想要放弃燃油的话,电池充电时间的缓慢问题仍然需要解决。目前,市场上电动车时间通常比较长,至少30分钟才能充到不错的电量,充满的话大约需要两个小时,这还是像特斯拉这种不错的电动车才行,显然这不是一份很好的成绩单。

      如果StoreDot的FlashBattery技术成为现实的话,限制电动汽车发展的电池技术似乎不再是问题了。StoreDot的联合创始人兼首席执行官多伦·米尔斯多夫(Doron Myersdorf)博士称:“快速充电是加速普及电动汽车的关键。目前可用的电池技术都需要较长的充电时间,这使得电动汽车不能很好地满足公众的需求。我们正在与汽车领域的几个战略合作伙伴探讨,以帮助我们加快在亚洲的生产流程,并尽快实现批量生产。”

      其实早在2015年,StoreDot就曾展示了如何使用该技术在短短几秒钟内为手机充电,据称该技术可以更快为手机存储电量,但至今仍然无法大规模量产投入使用。StoreDot公司则表示,FlashBattery技术现在处于研发的高级阶段,将在三年之内打入市场,彻底改变电动汽车的充电方式。或许,我们只需要静待,看它能否在汽车行业里掀起一些波澜,促进这个行业的发展就好了。

   

特斯拉将升级超级充电站,也能充电5分钟

 

      奔驰母公司戴姆勒投资StoreDot,期冀其在电动车电池带来革新,美国电动车及新能源公司特斯拉则打算从充电桩入手,迈向充电5分钟时代。

      目前特斯拉在北美、欧洲、中国等地共建有698座超级充电站,4311台超级充电桩。特斯拉官网显示,其目前所建造的超级充电站网络可快速为Model S和Model X车型充电,充满80%的电量需要40分钟,充满100%的电量则需75分钟。据特斯拉官方估算,充满电的Model 3可行使345公里,Model X可行使542公里,充电约30分钟即可行驶约270公里,足够抵达目的地或是下一座充电站。

      不过,随着道路上的特斯拉越来越多,充电用时带来了很多问题。比如,原来超级充电站的设计目的是为长途驾驶的车主提供方便和愉快的体验。但慢慢有车主发现,当自己到达充电站后,很多的充电桩被已经完成充电的特斯拉占用。随着特斯拉汽车拥有者数量增多,充电站也变得越来越拥挤。

      2016年12月25日,特斯拉CEO埃隆·马斯克发了一条推特(美国版微博):特斯拉计划推出第三代超级充电站,能够提供比现有150Kw大两倍以上的功率,或将远超350Kw。远超350Kw是什么概念?这条微博预示着什么呢?

      从现有150Kw到远超350Kw,功率上的翻倍将极大提升特斯拉车型的充电速度,这意味着将来给一辆特斯拉Model S电动车充满电的时间可能可以缩短到5-10分钟。科技媒体Engadget认为,如果特斯拉可以接近600Kw这个供电水平,就可以在人赶着去上班的时候大大缩短充电时间了。

      现在还不清楚到底第三代充电系统会有多快,以及这个充电系统能否与现有的特斯拉汽车兼容。外界对于第三代超级充电站的输出功率有诸多猜测,当美国新能源行业媒体Electrek追问马斯克是否能达到350Kw时。马斯克回应道:“350kW 只是儿童玩具的级别嘛”,暗示特斯拉会将功率提升到350kW 以上。

      马斯克的确给人描绘了“充电5分钟时代”的美好,不过外界也普遍认为,未来特斯拉对充电站系统的大幅度改进,所需花费的成本和攻克的难关都不小。充电站系统的功率增强多倍后,会带来电流的增加,这对充电站内部元件的质量要求大大提高,与之对应的则是采购成本的急剧上升。根据行业专家的初步推算:“若功率上升3倍,成本的上升就不止3倍了。”

      另外,功率的上升,还会对电网负荷带来更多压力。行业专家表示,特斯拉超级充电站目前150Kw的功率已会对中国城市现有电网造成较大的负荷,所以不是所有城市都能安装特斯拉的超级充电站,一般集中在大城市。

      而马斯克此前向美国新能源行业媒体Electrek透露过其解决方案,目前一些特斯拉的超级充电站已经安装有太阳能面板,但要全面投入使用还需要第三代超级充电桩和第二代商用Powerpacks 电池系统的配合。

   

投资者说

电池技术革新迎来百花争放

      想要在电池技术上做出革新的不止特斯拉以及StoreDot。世界各国的大学研究室、汽车巨头、科技巨头都加入这场电池革新运动,推动“充电5分钟时代“到来。

      瑞士正计划推出的新“闪电充电”电动公交车,称该车辆可以在15秒内完成充电。这些公共汽车预计会行驶在连接日内瓦机场和名为Praille Acacias Vernet新郊区的线路上,这条线路拥有13个“闪电充电”站,每天将服务超过10000名乘客。每个充电站充电功率是600Kw,以保证提供足够的能量,让公共汽车顺利行驶到下一站。

      英国高速公路管理局也开始测试一项名为“动态无线电力传输”的新技术,这种技术可以对行驶在安装该充电设备的高速公路和主干道上行驶的电动汽车进行充电,可实现一边行驶一边充电。

 

      美国印第安纳普渡大学研发了一种新型电池,可以用类似加油的方式来进行充电。该新型流体电池被命名为“IF-battery”,其功能的实现是基于非混合型流体进行酸化反应的原理。简单来讲,就是说只要将车内的电解液抽出,然后像加油一样加入新的电解液就可以完成充电这一过程。至于被抽出的电解液,其还可以利用太阳能或是风能等清洁能源充电,从而重复使用。

      韩国科技巨头三星也宣布了一个长期计划:计划在2021年开始生产一种新型汽车锂离子电池,这种电池的电芯具有更高的能量密度和性能。可以在20分钟内充满80%,确保500公里的续航里程。据三星透露,新电池是降低现有电池内部电阻得到的性能提升。

      有理由相信以上这些技术将会带来电池技术的革新,不过技术到应用也横跨着一个最大的问题:成本。以StoreDot的FlashBattery为例,第一代FlashBattery的手机,每台成本可能会增加20至30美元,对消费者而言这不算什么。但对必须配备多块电池的电动汽车来说,情况就不一样了。1块电池即使贵1美元,7000块电池就贵了7000美元,整个车价就贵了很多。因此必须要找到更加便宜的电池材料,必须和传统的锂电池成本相当才行。

      “充电5分钟时代“什么时候会真正到来呢?不管是StoreDot还是特斯拉给出的方案,都还需要三五年的时间,不过远处的灯塔都已经看到,离抵达也就不远了。

 
本文出自2017-10-02出版的《电脑报》2017年第39期 A.新闻周刊
(网站编辑:pcw2013)


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