電動(dòng)汽車(chē)面臨的最大威脅

●（英國(guó)）杰克·斯圖爾特

電動(dòng)汽車(chē)面臨的最大威脅

●（英國(guó)）杰克·斯圖爾特

拉荷亞和山景城同屬于美國(guó)加州，一個(gè)是富豪聚集地，一個(gè)科技味十足，在這兩個(gè)地方，你都可以瞥見(jiàn)未來(lái)——汽車(chē)的未來(lái)。在這兩個(gè)地方，每一秒鐘都能看到特斯拉、日產(chǎn)Leaf、豐田普銳斯或者與之類(lèi)似的車(chē)型。這些電動(dòng)或混動(dòng)汽車(chē)自然地穿梭于車(chē)流之中，而很多企業(yè)、商場(chǎng)和家庭也都安裝了充電樁。

如果汽車(chē)廠(chǎng)商果真能讓電動(dòng)汽車(chē)夢(mèng)想成真，眼前的這番景象就將在未來(lái)的某一刻普及開(kāi)來(lái)。事實(shí)上，這些廠(chǎng)商都在花費(fèi)大筆資金實(shí)現(xiàn)這番愿景。問(wèn)題在于，如何將電動(dòng)車(chē)的需求從這兩座城市擴(kuò)大到整個(gè)美國(guó)？

在加州的另一個(gè)地方，伊隆·馬斯克的特斯拉汽車(chē)最近提出了一份計(jì)劃，準(zhǔn)備在美國(guó)西南部某個(gè)尚未披露的地點(diǎn)建設(shè)一座巨大的電池工廠(chǎng)(這是最近的熱門(mén)話(huà)題)。這個(gè)所謂的“超級(jí)工廠(chǎng)”預(yù)算50億美元，計(jì)劃到2020年為50萬(wàn)輛汽車(chē)生產(chǎn)鋰電池——這比2013年的全球產(chǎn)量還高。

可是，等到工廠(chǎng)建成時(shí)，特斯拉的計(jì)劃是否會(huì)過(guò)時(shí)呢？有人認(rèn)為很有可能。IHS Automotive高級(jí)規(guī)劃總監(jiān)菲爾·戈特認(rèn)為，特斯拉這個(gè)野心勃勃的計(jì)劃“很可能過(guò)于倉(cāng)促”。目前正在開(kāi)發(fā)的新技術(shù)可能提供更好的選擇，以解決專(zhuān)家眼中的一大電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展障礙。

這些汽車(chē)面臨的一大問(wèn)題在于，電池又大又重，因此每輛汽車(chē)上所能安裝的數(shù)量非常有限。例如特斯拉Model S的電池組大約2米長(zhǎng)，1.2米寬，需要沿著汽車(chē)的地板安裝。這種頂尖車(chē)型單次充電的續(xù)航里程約為300英里(482公里)，日產(chǎn)Leaf略高于80英里(128公里)。不僅如此，充電速度也比加油速度慢得多。

那么，如何才能生產(chǎn)出更好的電池呢？從本質(zhì)上講，電池都包含正負(fù)電極、分離器和電解質(zhì)。很多不同類(lèi)型的材料都可以充當(dāng)電極，不同的材料組合所能存儲(chǔ)的電量各不相同。然而，電池壽命和安全特性也會(huì)隨著材料的改變而發(fā)生變化，所以必須要做出一些妥協(xié)。鋰電池很受歡迎，但由于可能在飛機(jī)上引發(fā)火災(zāi)，因此運(yùn)輸時(shí)受到一定的限制。比鋰電池更易反應(yīng)或更不穩(wěn)定的電池都很危險(xiǎn)。但找到合適的組合便可獲得巨大回報(bào)。

電池技術(shù)經(jīng)過(guò)了長(zhǎng)達(dá)數(shù)十年的發(fā)展。最初使用的是鉛酸電池，這種體積巨大的電池至今仍在汽車(chē)上廣泛使用。之后便是鎳鎘電池，這種充電電池開(kāi)啟了便攜技術(shù)的新時(shí)代，催生了筆記本電腦、手機(jī)等各種設(shè)備，甚至還包括你童年記憶中的遙控汽車(chē)。然后就輪到了鎳氫電池，它的容量(也稱(chēng)能量密度)擴(kuò)大了一倍?，F(xiàn)代化的電子設(shè)備和電動(dòng)汽車(chē)都采用了鋰電池。

今后的電池技術(shù)將會(huì)采用更加復(fù)雜的名稱(chēng)，例如鋰鈷鎳錳氧化物電池。這些材料的屬性非常復(fù)雜，而目前的工作不僅是要搞清楚這些材料為什么能起效，還要搞清楚它們起效的方式——電子在材料中移動(dòng)時(shí)遵循的基本物理原理。

“我們正在開(kāi)發(fā)一些材料，可以將目前的能量密度翻番?！敝ゼ痈绨⒇晣?guó)家實(shí)驗(yàn)室材料科學(xué)家丹尼爾·亞伯拉罕說(shuō)，“我們先想象出各種可行的材料，然后再?lài)L試在實(shí)驗(yàn)室里合成出來(lái)。”

目前最受關(guān)注的就是鋰氧電池和鋰硫電池。如果能夠成功，鋰氧電池將比目前的鋰電池實(shí)現(xiàn)一個(gè)數(shù)量級(jí)的跨越?！斑@是當(dāng)今的一大熱門(mén)領(lǐng)域?！眮啿闭f(shuō)。

事實(shí)上，大眾汽車(chē)公司最近就透露，該公司正在研發(fā)鋰氧電池。由于開(kāi)發(fā)工作正在進(jìn)行過(guò)程中，所以他們并未披露具體使用的化學(xué)和材料成分。該公司的工程師甚至不肯透露這項(xiàng)技術(shù)是否已經(jīng)在汽車(chē)上進(jìn)行過(guò)測(cè)試還是仍然沒(méi)有走出“實(shí)驗(yàn)室”。

由于要定期充電，而且每次充電都耗時(shí)長(zhǎng)久，以至于電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展受到限制

特斯拉汽車(chē)這樣的公司已經(jīng)進(jìn)一步拉近了電動(dòng)汽車(chē)與主流用戶(hù)之間的距離

不過(guò)，盡管這項(xiàng)技術(shù)頗具革命潛力，但要生產(chǎn)出性能穩(wěn)定、安全可靠、續(xù)航長(zhǎng)久的鋰氧電池，仍然需要面臨很大的技術(shù)挑戰(zhàn)。目前為止，電極仍然不夠穩(wěn)定。

但世界各地的實(shí)驗(yàn)室都在研究這一問(wèn)題，試圖克服種種弊端。隨著各大廠(chǎng)商越來(lái)越重視這些新穎的電池技術(shù)，他們的開(kāi)發(fā)進(jìn)度也有望進(jìn)一步加快，并最終為我們生產(chǎn)出速度更快、跑得更遠(yuǎn)的電動(dòng)汽車(chē)?！觯ň庉?唐馨）