雖然純電動汽車在全球市場的銷量佔比很低,但作為汽車邁向電動化的主力軍,純電動汽車吸引著眾多消費者的關注。對於純電動汽車,大家關注的主要集中於動力電池,因為它影響著車輛的動力性能、續航裡程、充電時間、安全性能等等,可以說,一輛好的純電動汽車,必須具備性能、質量可靠的動力電池組。
為此,伴隨著新能源汽車熱潮的到來,續航裡程更長、充電速度更快、價格更便宜的動力電池就成了研發的重點。隨著研發的深入,不少動力電池概念浮出水面,比如此前紅極一時的石墨烯電池、固態電池等等。被炒作多年的石墨烯材料,至今還沒給消費者帶來多少實質性的好處。然而,經過多年的吹噓,到目前為止市面上大多數的新能源汽車依舊使用磷酸鐵鋰電池或者三元鋰電池,那些一張口就顛覆的概念電池,也一直停留在實驗室中,市場沒有迎來那場人們期待已久的「革命」。前不久,豪華純電動汽車品牌Fisker Karma的創始人Henrik Fisker在最近的一場採訪中表示,他們已經放棄將固態電池用在豪華車型上的計劃,退而採用市場上更為常見的三元鋰電池。同時他還說:「固態電池是一種當你覺得你已經完成了90%,幾乎達到目標時,然後你意識到剩下的10%比前面的90%困難得多的技術。因此現在,我們完全放棄了固態電池,因為真的無法落地。」如無意外,Fisker的豪華電動車的上市時間又要跳票了。
Fisker公司於2007年成立,瞄準定位比特斯拉更高的豪華轎跑市場。公司成立後不久就因資金問題,被迫宣告破產,隨後中國萬向集團注資將其收購,更名為Karma汽車並宣布回歸。在2019年,Karma汽車攜New 2020 Revero GT、Karma Pininfarina GT 和 Karma SC1 Vision Concept 三款車型亮相上海車展,憑藉驚豔的設計和高端的用料,吸引了眾多國內消費者。
2019年上海車展上,Karma展出了外觀驚豔的新車。為了讓車輛擁有符合高端定位的氣質,Karma不僅重視產品的外觀設計,還特別注重「內功修為」,就如一直以來對外宣稱會採用「高端」的固態電池。不過,Henrik Fisker最近在採訪中攤牌了,他認為,不管是那種形式的量產,固態電池都至少還需要7年。
固態電池遲遲無法量產,Henrik Fisker終於「攤牌」了。與Fisker的「放棄」態度不同,還有不少車企在積極推動固態電池的研發。比如豐田宣布今年將推出一款固態電池,該電池可提供500公裡續航,10分鐘內可充至滿電,並且具有極小的安全隱患。而早前,蔚來汽車也宣布將於2021年量產裝車容量為360Wh/kg的準固態電池。顯然,固態電池是純電動車業界趨之若鶩的儲電容器。從原理上看,固態電池將傳統鋰電池的液態電解質改為固態,在不改變儲電原理的前提下,讓電池可以傳導更大的電流,進而提升電池容量。這意味著,相同的電量,固態電池的體積變得更小,也就是能量密度更高。一舉突破了目前純電動汽車動力電池組難以突破的大電流傳導、高能量密度的技術難點。更為重要的是,固態電池還有另外兩大優勢。其一是柔性化可彎曲,當電池的厚度降低到一定程度後,固態電池可變得有柔性,這種特性使得固態電池能相對容易布局在車輛之中。還有就是安全性。現在三元鋰電池自燃、自爆事故頻發,與其在大電流下工作有可能出現鋰枝晶,從而刺破隔膜導致短路破壞,以及電解液為有機液體,在高溫下發生副反應、氧化分解、產生氣體、發生燃燒的傾向都會加劇離不開關係,而固態電池,可在這兩方面得到完美解決。其實,目前常用的磷酸鐵鋰電池或三元鋰電池並非已經達到性能的極限。例如去年比亞迪推出的刀片電池,其實就是一種創新優化後的磷酸鐵鋰電池,而它與傳統電池相比,擁有更高的安全性以及能量密度,同時其固有形狀也方便了布置。是意義重大的電池技術創新。比亞迪稱,到2025年刀片電池的能量密度可超過180Wh/kg。比亞迪的刀片電池在安全性方面的突破,解決了現階段消費者最為重視的技術難點。
而三元鋰電池同樣不斷取得創新,例如更改電池中各種材料的比例,更改電池形狀,尺寸等等。比如特斯拉正在加快生產新型無極耳電池(4680電池芯)的進度。這種新型三元鋰電池電芯直徑為46mm,高度為80mm,與特斯拉現有的21700電芯(直徑21mm,高70mm)相比,得益於極耳的取消,電芯本體的剛性得到了強化,能夠讓動力電池包完全取消模組設計,進一步提升了電池包的能量密度,達300Wh/kg。特斯拉的新型無極耳電池雖然本質上還是三元鋰電池,但經過優化,性能提升了不少。
縱觀人類科技史,有不少新興技術只停留在實驗室階段,並沒有實現大規模商用。那些存在於實驗室中的新型電池,也不一定代表著新能源汽車的未來,對新技術孤注一擲的車企,確實要多加個心眼,說不定就像Fisker那樣,在概念車公布幾年後,突然宣布更改動力方案,這對於新興車企而言,無疑是極大的打擊。
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