故而電池從問世到現在,足有兩百多年的歷史。
但兩百多年過去了,不像摩爾定律,電池的能量密度,始終沒有明顯的提升。
最早廣受使用的電池爲碳鋅電池,它的能量密度約爲30-100Wh/kg,特點是隻能一次性使用,但價格低廉。
隨後發明出來的鉛酸蓄電池,應用更加廣泛,能量密度約爲60-120Wh/kg,但是可反覆充電、放電,價格便宜,迅速成爲主流,並且流行了上百年之久,到現在還沒有淘汰。
但鉛酸蓄電池的能量密度實在太低了,於是上世紀六十年代,鋰電池應運而生,能量密度高達150-250Wh/kg,相當於鉛蓄電池的兩倍。
某些高性能的鋰電池,能量密度甚至可達到300Wh/kg,且理論上具有達到1000Wh/kg能量密度的可能。
但理論只是理論。
實際情況當中,鋰電池的能量密度,很難超過350Wh/kg。
只能算是一種“半高能電池”。
且由於技術複雜、安全性、生產成本等原因,鋰電池一直到21世紀才大規模推廣,逐漸成爲了主流。
而除此之外,電池的發展路徑衆多,未來能量密度更高、壽命更長、更安全的幾種電池,都有機構在進行研發。
如金屬-空氣類電池。
此類電池的代表爲鋅空氣電池。鋅空氣電池的比能量是鉛酸蓄電池的4~6倍,比鋰離子電池比能量都大1倍,以其作爲動力的電動汽車最大行程可達400km。
鋅空氣電池製造工藝簡單,成本低廉。大批量成本約爲300~500元/kVAh,比鉛酸蓄電池還低。且安全可靠,即使外部遇到明火、短路、穿刺、撞擊等情況,都不會發生燃燒、爆炸。
但即便有如此多的優點,鋅空氣電池也存在一些致命的弊端,它的使用成本相對高,充電過程複雜;實際使用壽命短,爲1~2年,這主要不是因爲電池的電化學性能差,而是電池的結構帶來的影響;批量生產加工工藝不夠成熟。這主要是催化膜和防水透氣膜的製造,大多需要半機械操作,存在一些手工因素,導致電極性能有差異。
所以金屬-空氣電池的推廣,還是較爲困難。
此外還有全固態電池、納米晶體鋰離子電池、燃料電池……等等至少幾十種的電池。
它們的能量密度,有的宣佈達到了500Wh/kg,有的宣佈超過800,還有的突破了1000,可謂令人振奮,彷彿看到了高能電池時代到來的希望。
但……然並卵。
實驗室表現,不等於實際表現。
實驗室內的產品,不一定能成爲市場產品。
而當前市場中,可購買到的、能量密度最高的,是一種由鎳鈷錳酸鋰組合的三元聚合物材料(Li(NiCoMn)O2)作爲正極的三元電池。
這類電池中,國內某廠家結合石墨烯技術,做到了能量密度550Wh/kg的世界最高程度,當時便在全世界引發轟動,被認爲新能源時代即將到來。
但這種高興,可能還爲時尚早。
因爲汽油的能量密度高達12000Wh/kg,最好的三元電池,能量密度也不過是汽油的4.58%,二十分之一不到。
三元電池技術,遠未到取代傳統能源的時候。
只是看到了一絲希望。
而星海科技“高能1號”電池的研製成功,則是直接實現了這個希望。
研究中心內。
負責該項目的趙強興奮說道:“陳總,電池技術上,我們實現了一個驚人的跨越式突破!”
“首先我們的‘高能1號’,不是傳統的液體或半固態電池,而是全固態電池!”
“全固態電池的安全性最高,耐衝擊、耐高溫、穩定性好,充電次數較其他類型的電池更多。”
“比如質量最好的三元電池,它的充電壽命是1500次,充電約800次後,電池容量下降到80%;而‘高能1號’的充電次數可以達到1萬次,五千個充電-放電循環之後,電池容量纔會下降到80%左右。”
“而且‘高能1號’電池內集成了當前最先進的石墨烯快充技術,比如我手中的這塊1萬毫安時的手機用電池,它最高支持100瓦的快速充電技術,只需6到10分鐘,這塊電池就能充滿,而且不用擔心發熱過大。”
趙強拿着那塊小巧的電池繼續道:“至於它的能量密度,由於採用了一種全新的納米聚合物材料,作爲電池的正極,它的能量密度實測達到了1500Wh/kg的程度。”
“這是普通鋰電池的六七倍!相當於汽油的八分之一。”
“但實際使用過程中,在發動機中燃燒的汽油,能量利用效率最多爲40%,一般是30%多。”
“電池的利用效率一般是90%以上。”
“所以從能量的利用效率上看,‘高能1號’電池的實際效能,相當於汽油的三分之一。”
汽油的三分之一!
這可謂是相當的不得了了。
電動汽車的推廣潛力,瞬間超過了傳統燃油汽車。
因爲較之於燃油汽車的發動機,電動汽車的電動機結構簡單,質量更輕,取消了衆多附帶的機械結構,一下省去了上百公斤的質量。
取消了變速箱等複雜傳動結構。
總體減重至少在200公斤以上。
當然爲了實現跟燃油車相當的續航,電池組的數量一定會增加,以一箱汽油50公斤的質量換算,必須搭載150公斤份量的“高能1號”電池,才能達到相同的續航。
即便如此!
搭載了“高能1號”的電動汽車,仍然減重100公斤以上!
所以續航表現只會更強。
又因爲最先進的快速充電技術,可在半小時至一小時內,給大體積的電芯充滿電,等待的過程不會特別漫長。
以及上萬次的充電壽命,極高的安全性……
至少在汽車領域,出於環境保護、使用便利性、續航、安全性、成本等多方面的綜合考慮。
“高能1號”的問世,人們幾乎找不到拒絕電動汽車的理由。
而這款電池一旦面世,可以想見,其造成的轟動性影響將更加難以想象;引發的多領域全球性震盪,勢必會給星海科技造成巨大的壓力。
所以擺在陳今面前的問題的是:要不要引爆這顆重磅炸彈?