有超级充电站，为什么超级电池还没有出现？

电池寿命的提高决定了电动汽车的命运。

科学研究人员正在寻求化学和材料方面的新发现，汽车公司和电池供应商正在共同努力降低成本并增加能源。

在新兴的新技术中，大量研究投入用于替代锂离子化学物质，其中一些已成为流行的应用和解决方案。

手机电池看起来进步很快，但是动力电池呢？ 作为锂离子电池（以下简称锂电池）最早的“拥有者”，消费市场（笔记本、手机、MP3播放器等）为锂电池的推广做出了巨大的贡献。

如今，智能手机非常普及，电池再次成为制约智能手机发展的关键因素之一。

这与如今的新能源汽车市场有些相似。

对于电池能量密度的描述，一般有两个术语：质量比能量和体积比能量。

所谓质能是指每公斤电池所携带的能量的多少。

例如，动力电池市场多以质能比来描述。

所谓体积比能量一般是指单位体积的电池所携带的能量的多少。

目前主流手机电池的容量为~mAH。

具有这种容量的电池的质量通常只有几十克。

因此，在移动消费市场，他们更关心电池的比体积能量。

相比之下，手机电池近十年的发展大致可分为三个阶段。

第一阶段是锂离子聚合物电池的兴起。

传统锂离子电池使用普通液态锂电解质，但年后，采用聚合物电解质的锂离子电池开始出现。

与以往的液态锂离子电池相比，聚合物锂离子电池不仅在电化学性能上更具优势，更重要的是其成型更加灵活，使得电池可以做得更薄，体积利用率更高。

。

第二阶段是手机电池的稳定期。

多年前，特别是2000年之前，锂离子聚合物电池的兴起，大大提高了手机的电池容量。

然而，随着技术的成熟，电池比能量的提高速度开始放缓。

更重要的是，随着电池能量的增加，安全问题开始出现在我们眼前。

不少厂家开始注重提高电池的安全指标，在电池外壳的保护上下了一些功夫。

虽然不能提高电池的能量密度，但从长远发展来看仍然是必要的。

因为能量密度增加，损耗问题也会更大。

第三阶段是手机电池能量密度的第二次提升。

年后，手机电池开始提升能量密度。

这是有物质原因的。

电池制造商通过改进工艺、增加材料的压实密度或采用其他手段来提高电池容量。

同时，继iPHONE之后，市面上越来越多的手机电池变得不可拆卸。

通过电池与手机的“一体化”，取消原有电池的硬壳保护，提高电池的能量密度，或者根据电池结构开发异形电池。

另外，更直接的方法是提高电池的电压。

一般通过提高电压平台0.1V左右来增加电池的能量。

这与前段比亚迪的磷酸铁锰锂电池类似。

目前主流手机电池的能量密度维持在Wh/L左右。

部分厂家产品价格略高。

例如，小米手机的电池能量密度在Wh/L以上，金立手机的能量密度为Wh/L。

请告诉我你使用哪种方法。

有报道称，当能量密度达到Wh/L时，电池的全循环寿命可能不足10次，爆炸风险也会大幅增加。

既然提高电压有这么多的害处，为什么人们还要这么做呢？这让我想起一个故事。

过去，圆珠笔和钢笔的笔芯厚度是相同的，但存在一个问题。

圆珠笔写2万字左右就会漏油。

主要原因是笔珠的磨损寿命只有2万字左右。

当大家都在研究耐磨材料时，一位名叫山郎天腾的日本人开发出了一种产品，可以让笔芯里的墨水在两万字之前就用完。

这与目前手机电池的研发思路类似。

智能手机不再是传统的“用到破烂”的手机。

相反，就像电脑一样，使用一段时间后就需要更新。

因此，手机可能在电池出现问题之前就已经过时了。

虽然我个人认为提高电池电压平台实际上是一种风险较大的做法，这对电池的稳定性和寿命有潜在的影响。

但目前来看，如果适当提高电池的工作电压，至少市场会接受这种做法。

虽然新的电池技术令人振奋，但任何新技术、新材料都需要经历漫长的转化过程才能成为商业产品，比如锂电池。

锂电池最早的概念可以追溯到上世纪。

20世纪60年代、70年代，液态锂离子电池和聚合物锂离子电池也经历了十几年的发展才达到现在的状态。

然而，智能手机硬件近年来取得了快速进步。

小型手机的性能可以与个人电脑相媲美，因此电池技术有点让人望而却步。

所以手机续航虽然不一定是全民痛点，但至少是其缺点之一。

很多人关心动力电池和消费级电池的区别。

我认为，从电池的角度来看，没有本质的区别。

但由于产品应用条件不同，设计理念和思路也不同，导致我们在不同领域看到的电池的产品属性存在很大差异。

在消费类电池领域，正极材料种类繁多；而在动力电池领域，很少有人谈论电解液变化对性能的影响。

以能量密度为例，我们都知道，2016年2月16日，科技部发布《国家重点研发计划新能源汽车重点专项实施方案(征求意见稿)》，明确要求汽车动力电池能量密度年底前要达到Wh/kg今年的。

至于消费级电池，早在2008年，其能量密度就突破了Wh/kg的水平。

这不仅与优化材料和结构有关，高电压的方法也是不可或缺的。

由于消费级电池一般不会成组使用，即使成组也是几节电池串并联，这与动力电池几乎是一个数量级的区别； “BMS”直接管理电芯；充放电电流小；热管理也比较容易；一般来说，消费级电池的保修期只有一年，因此这种方式完全可以满足消费级电池市场的需求。

但在动力电池市场，这可能行不通。

对动力电池的要求比较高而且全面，包括安全考虑、成本评估、性能要求等。

虽然特斯拉看似已经完成了消费级电池与新能源汽车的完美结合，但该车的定位和价格与我们对家用级新能源汽车的预期还有很大差距。

磷酸铁锂、钴酸锂、三元材料、锰酸锂……各种正极材料在冲击能源瓶颈的同时，不知我们是否应该停下来考虑安全等问题。

消费市场、电力市场、储能市场，锂离子电池能解决所有问题吗？任何电池都可能有其适用的环境。

例如，燃料电池无论是作为新能源汽车的动力装置，还是作为市政供电设备，其电池特性都非常适合。

然而，与现有的锂离子电池系统相比，开发小型燃料电池便携式设备是可能的。

让事情变得更加困难。

在喊技术突破的时候，更冷静地考虑一下锂离子电池的局限性。

因为只有认识到这些局限性，才有可能探索新的电池系统。

当然，我们不得不承认，随着技术的进步，未来将会开发出更高能量密度、能够满足商业应用需求的新型电池系统。

此外，新系统中使用的材料要求环保、成本低且易于获得。

它变得越来越困难。

因此，在研发锂离子电池的同时，我呼吁将更多的精力和资源投入到已经发现但尚未完全商业化的电池系统上。

无法商业化，电池技术为何迟迟没有突破？ 如果你想要一辆加速体验不错的车，特斯拉Model S绝对可以满足你。

当然，像这样的电动汽车不仅能带来良好的驾驶体验，而且相比传统汽油车也不会造成环境污染。

然而，电动汽车自诞生以来，只占据了一小部分市场份额。

主要原因是电动汽车电池价格昂贵且需要频繁充电。

但为什么电池性能却没有提高呢？在过去的几年里，无数的电池技术研究取得了突破性的进展，但其中很少有人能够实现低成本和高容量的商业应用。

例如，2007年成立的锂离子电池初创公司ASystems就曾声称可以将锂离子电池的磷酸铁锂正极材料制造成均匀的纳米级超小颗粒，可以大幅提高电池的放电量。

由于颗粒和总表面积的急剧增加，电池的性能下降。

此外，功率、整体稳定性和循环寿命不受影响。

但最终还是以失败告终。

原因是它描述的锂电池无法大规模生产或安全有效地转换电力。

2017年，总部位于加利福尼亚州的电池公司Envia Systems在华盛顿举行的一次大型会议上宣布，它已经开发出一种能量密集型电池。

锂电池每单位重量可存储的能量是目前电池的两倍，而成本却降低了一半。

通用汽车一听说Envia可以开发这种高能电池，立即向Envia投资1万美元，希望在电动汽车业务上进行合作。

到 2016 年，Envia 未能兑现其所声称的“惊人成果”，导致失去资金和与通用汽车的合作关系。

此外，这家公司还受到了美国先进能源研究计划机构ARPA-E的关注。

我只能说，Envia 令人印象深刻的电池既令人兴奋又令人失望。

事实上，在电池行业，由于电池技术门槛较高，初创企业很难独自生存。

因此，电池行业普遍由大公司主导。

ASystems前高管Andy Chu表示：储能是一场“大头”游戏，因为开发电池时稍有不慎就会导致错误。

虽然我希望电池初创公司最终能成功，但通过这几年的历史，（大家都可以看到这些公司的结局）并不好。

在过去的十年里，我们看到了电池行业的“突破性”进步，但这些进步都是来自大公司的稳步小进步。

电池成本下降速度快于预期，并将在 3 年内降至美元/千瓦时。

现在，电动汽车的价格比普通燃油汽车贵很多。

许多人认为，电动汽车永远没有机会进入大众消费市场。

虽然燃油和维护费用可以节省很多，但较高的初始购买价格仍然会吓跑很多消费者。

地球人都知道，电动汽车的电池价格昂贵，但好消息是，国外最新研究称，锂离子电池的成本和价格一直在下降，而且速度比之前的估计还要快。

据The Carbon Brief报道，早在2016年，国际能源署（IEA）就曾预测，到2020年，电动汽车电池的成本将降至美元/千瓦时。

不过，NatureClimate Change的研究人员认为，电动汽车行业可能已经提前实现了这一目标，2015年至2018年全行业平均成本从美元/千瓦时下降到美元/千瓦时，年均下降14% 。

日产和特斯拉等一些领先公司已经突破了 IEA 预测的美元/千瓦时大关，自去年以来电池成本可能会变得更便宜，价格可能比许多同行低 2 到 4 倍。

最近的评估显示，每年下降8%。

该调查结果基于来自同行评审学术出版物、机构估计、咨询和行业报告、媒体报道以及电池制造商和汽车制造商的 85 项成本预测。

由于制造商不愿向公众披露其真实成本，因此上述数字并不完整。

电池成本估算和预期 美元/千瓦时通常被视为电动汽车与汽油动力汽车在价格上竞争的基准。

对削减成本的追求导致了对替代锂离子化学物质的广泛研究。

研究人员预测，2018年电池成本将降至美元/千瓦时。

以美国为例。

目前石油价格非常低。

预计只有当电池成本低于美元/千瓦时时，电动汽车的价格才更具竞争力。

如果电池成本进一步降至每千瓦时以下，电动汽车市场将发生数量变化，汽车技术也可能发生变化。

要达到上述水平，即使以目前的势头，即使电池单元化学技术取得了许多进步，电池成本价格的大幅下降也不会在一夜之间发生。

研究人员认为，这些新的研究还很遥远，只有市场规模的扩大才更有可能带来成本的降低。

特斯拉汽车公司正在验证研究人员的断言，即当内华达州的 Gigafactory 超级电池工厂于 2019 年启动时，将有足够大的市场规模来实现 Model 3 电动轿车 0 美元的低民用价格，这意味着电池成本将减少 30%。

另一方面，雷诺日产也计划在今年实现1万辆电动汽车的电池产能。

研究人员表示，总体而言，在不久的将来，即使技术没有重大突破，规模经济也可能将电池成本推低至美元/千瓦时。

如果该研究的预测正确，电动汽车市场的增长可能会超出预期，这是一件好事。

从长远来看，汽车制造商必须生产电动汽车并实现盈利，然后增加销量以实现规模经济。

日产汽车公司在推出第一代Leaf电动汽车后设定了巨大的销售目标。

现在它已经兑现了它的承诺。

Leaf是迄今为止全球最畅销的电动汽车，今年销量将突破20万辆大关。

下一代Leaf预计将提供英里（公里）甚至更大的续航里程（参与、询问）。

显然，这将吸引更多的消费者，而日产作为一家汽车公司也会变得越来越有利可图。

具有广阔商业前景的五种主要电池技术 1、麻省理工学院：半固态锂液流电池 美国麻省理工学院的研究人员与一家名为 24M 的衍生公司合作，开发了一种制造锂的先进工艺 -离子电池：半固态锂液流电池预计不仅能大幅降低生产成本，还能提高电池性能并使其更易于回收。

24M公司的创始人是麻省理工学院教授、A电池公司前创始人之一江业明。

江业明这个名字在电池行业家喻户晓，在全球材料科学家中排名第66位。

他被认为是电池行业的世界顶级专家。

除了致力于磷酸铁锂电池之外，他和同事们还在五年前提出了“半固态液流电池”的概念，并且多年来一直在进行商业化的努力。

人们不断寻找提高能量密度的正负极材料，无论是干电池、镍镉电池还是锂电池。

无论材料如何升级，传统电池活性材料利用率较低。

能够产生电能的材料被包裹在必要的非活性材料中。

之中。

普通锂电池中，锂材料仅占电池重量的2%左右。

这些非活性材料增加了电池的成本并降低了活性材料的利用率。

由于传统电池的这些弱点，液流电池诞生了。

液流电池可以看作是一个独立的大电池。

正负极电解液分开储存，集中反应产生电能。

这消除了对昂贵的额外材料的需要，并大大提高了效率。

既然液流电池这么好、这么高效，为什么还没有被广泛采用呢？因为液流电池也有很多缺点。

目前液流电池的集中度有限。

虽然理论上效率比传统电池高，但溶液浓度低，能量密度和功率密度不占优势，而且价格也不便宜。

溶液本身的能量密度较低，再加上容纳溶液的储罐、泵送溶液的泵等额外装置，液流电池系统的整体性能会更差。

因此，江业明开发了半固态锂液流电池。

该液流电池不使用溶液，而是使用通过将细锂化合物颗粒与液体电解质混合而形成的浆料。

由于这种泥浆的能量密度可以做得比溶液更高，因此液流电池具有容量大的优势。

当江业明在MIT写论文的时候，他的半固态液流电池的能量已经可以达到WH/L。

这种电池的原理其实很简单。

电极是通过将小的锂化合物颗粒与液体电解质混合而形成的浆料。

该电池使用两股浆料，一股带正电荷，一股带负电荷。

两股浆料流都穿过铝集流体和铜集流体。

器具之间有透水膜。

当两束泥浆穿过膜时，锂离子会交换，导致外部有电流流动。

要给电池充电，只需施加电压即可使离子穿过膜撤退。

这样一来，其正负极的材料利用率远高于传统电池。

只需一层薄膜就足够了，而且所用的各种材料也比传统电池便宜很多。

此外，半固态锂液流电池可以制成柔性的（想象一下包裹在塑料袋中的两个泥球）。

不仅可以弯曲、折叠，即使被子弹击穿也不会损坏，安全耐用。

一个很大的优势。

半固态液流电池理论上来说，半固态锂液流电池能量密度更高、价格更低、更安全，前景广阔。

不过这种东西的原理和结构与现在的电池完全不同。

生产线设计、质量控制、检测标准、量产流程都需要从头开始摸索。

因此，江业明的24M公司这些年一直在从实验室到量产做事，解决新型结构电池量产中遇到的各种问题，并逐步形成了手工生产线。

后来，他们只用了6分钟，就手工制作出了一个手机电池大小的单元。

经过探索，团队反复改进生产工艺，最终打造出工业化生产平台，使电池的能量密度和生产速度发生了质的变化。

24M 已经在原型生产线上生产了大约 0 块此类电池，其中一些电池正在由三个工业合作伙伴进行测试，其中包括泰国的一家石油公司和日本重型设备制造商 IHI 公司。

新工艺已获得8项专利，另有75项专利正在审查中。

接下来，江夜明正准备启动第三轮融资。

新资金将用于开发一台可以在2-10秒内生产出电池芯的机器。

这表明半固态液流电池已经达到大规模测试阶段。

此阶段结束后，将进行量产。

液流电池的成本优势、安全优势、容量优势在我们日常使用的手机、平板电脑中并不突出。

相反，这种大容量、廉价、安全的电池是新能源汽车和家庭储能的绝配。

电动汽车一旦采用这种电池，价格立刻就会变得更加实惠，续航里程也会更长。

而且这种电池比较安全，不怕一般的碰撞，这对于电动车的安全性是非常有好处的。

半固态锂液流电池或许真的会掀起一场电池革命，也许短短3-5年，电动汽车的世界就会完全不同。

2.nanoFLOWCELL：液流电池可持续数公里。

在3月5日开幕的第85届日内瓦车展上，来自中欧小国列支敦士登的nanoFLOWCELL不仅带来了续驶里程10公里的QUANT F电动超级跑车。

除了炫酷的外观之外，最大的亮点是采用锂离子液流电池作为高性能电动超级跑车的驱动力，续航里程可达10公里。

第一个原型机最早将于 2020 年上路。

QUANT F 电动超级跑车液流电池结合了电化学电池和燃料电池的各个方面，其性能是当今电动汽车动力锂离子电池技术的四倍。

除了在价格和续驶里程方面具有显着优势外，新型液流电池比目前汽车中使用的电池更安全，并且更容易集成到汽车设计中。

液流电池如何工作 液流电池结合了电化学电池和燃料电池的各个方面。

液体电解质包含在两个电池室中并在电池中循环。

系统中心的薄膜将两种电解质溶液分开，但仍然允许电荷流动，为电力系统产生电力。

该系统的优点之一是它使用了更大的电池仓，这意味着更高的能量密度。

在V额定电压和50A额定电流下，系统可连续输出最大功率30千瓦。

其性能比当今电动汽车所采用的锂离子电池技术高出四倍，这意味着它的行驶里程是相同重量的传统组件的五倍。

QUANT F原型机配备了一个容量为1升、存储容量为千瓦时的电池仓。

低负载情况下，车辆百公里电耗约为20千瓦时。

该公司表示，未来有望将电池仓尺寸扩大至升。

该车配备四台电机，连续功率为千瓦，峰值功率为千瓦。

它们可以通过扭矩分配实现四轮驱动，还可以用作车内两个超级电容器的备用储能装置。

每个车轮的峰值扭矩可达N·m。

百公里加速仅需惊人的2.8秒。

3、Sakti3固态电池技术突破，电动车续航里程翻倍至近百公里。

位于美国密歇根州第六大城市安娜堡的锂电池初创公司Sakti3近日获得英国家电巨头戴森公司1万美元投资。

一家专门研发锂电池的初创公司有一项绝活，那就是Sakti3开发的电池能量密度高达每升瓦时，是目前普通锂电池的两倍。

智能手机、笔记本电脑和电动汽车的电池性能将因此得到大幅提升。

Sakti3的神秘电池采用新材料和生产技术来实现更高的能量密度。

他们声称，每储存一升瓦特时，电动汽车的续航里程可以从英里增加到英里（约公里），制造成本低，充电和放电方便。

它比某些标准更快、更环保、更安全。

该技术消除了传统锂电池中的易燃液体电解质，通过其高储能材料实现了技术进步，最重要的是，它的价格更便宜，约为每千瓦时1美元，远低于美国目前的市场价格10,000 美元。

，可应用于未来受成本和里程限制的电动汽车。

目前，Sakti3的锂电池技术正处于研发阶段，距离商业化还需要“几年”的时间。

许多电池初创公司一直在努力将实验室技术转化为实际产品，但一直无法实现重大突破，部分原因是他们的原型是定制的，需要昂贵的制造技术，难以大规模生产。

Sakti3的原型产品采用标准生产设备。

经过改进升级，具有很高的商业化可能性。

4、大众超级电池：降低成本，提高能量密度大众集团首席执行官马丁·文德恩（点击查看最新消息）近日透露，该公司正在研发“超级电池”。

它可以显着增加电动汽车的续航里程，现在已经接近实现新电池技术的突破。

文德恩在接受德国媒体采访时表示：大众汽车正在加州硅谷研发超级电池。

新电池更便宜、更小、更强大。

大众品牌车型的电动版（配备超级电池后）预计纯电动续驶里程可达公里（英里）。

那么，大众汽车将采用什么技术来大幅提升电池能量密度呢？并显着提高电动汽车的续航里程？目前的重点主要是现有锂离子电池的升级解决方案和更新的固态电池技术。

在降低成本方面，负责研发业务的大众品牌董事会成员Heinz-Jakob Neusser透露，目前正在计划统一电池组规格，希望未来所有电动汽车都能转向电动化。

单节锂离子电池单元设计。

统一规格必然带来成本降低，目标是通过简化电池单元设计，降低电池成本66%。

5. LG化学的新电池技术可以让电动汽车行驶数公里。

韩国电池巨头LG化学宣布开发出新技术，使电动汽车一次充电即可行驶数公里，使行驶里程增加一倍。

预计年内投产。

目前，普通电动汽车充电后只能行驶不到100公里。

LG化学副董事长兼首席执行官朴镇洙表示，公司已开发出新技术，可将电动汽车的续驶里程提高至公里，产品很快就会投入生产，但拒绝透露更多细节。

LG化学动力电池业务部负责人Prabhakar Patil近日在接受外媒专访时预测，LG化学将在2020年再次取得重大技术突破，这一速度比他原本预计的要快。

（约1000公里）电动汽车将成为商业主流产品。

”尽管通用汽车尚未确认即将推出的雪佛兰BOLT纯电动汽车是否会使用LG化学的电池，但业界普遍认为情况会如此。