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特斯拉和豐田的電池之争
特斯拉和豐田的電池之争
更新时间:2025-03-14 08:29:31

不久前,國産的特斯拉Model 3長續航版車型上市,滿電續航裡程達到了優秀的668km(工信部續航裡程),而且,補貼後售價不到34萬元,這樣的出裝不可謂不驚豔,而且國産特斯拉Model 3上市還沒幾個月,但月銷量就連續破萬,打破了過去“新能源車都不好賣”的窘境。

特斯拉和豐田的電池之争(豐田特斯拉的電池)1

圖為标準續航版Model 3

毫無疑問,新能源車注定會越來越先進,越來越實用,但是純電動汽車續航焦慮,充電時間長的問題真的能夠根除嗎?當然能!解決問題的辦法現在就擺在眼前——燃料電池、固态電池和超級電容都是解決這些問題的直接方法。

燃料電池——壯志難酬

相比20世紀70年代才被發明的锂電池,燃料電池早在19世紀末就已經有了雛形,今天大家覺得燃料電池新鮮,主要是因為燃料電池不像锂電池那樣在我們生活中很常見。要知道,早在1981年燃料電池就已經被用于航天活動,還成為了航天飛機在太空中唯一的電力來源,這足以見得燃料電池技術的可靠。

特斯拉和豐田的電池之争(豐田特斯拉的電池)2

今天,氫氧燃料電池汽車經過多年發展,已經相當成熟,從電池堆棧、儲氫設備到電驅系統已經形成了具體的技術标準,而在豐田、本田、現代、上汽這樣的“巨無霸”車企那裡,燃料電池汽車已經進入了量産階段。采用燃料電池的汽車續航裡程往往能達到500km左右,最可貴的是這種能源形式幾乎沒有污染。

特斯拉和豐田的電池之争(豐田特斯拉的電池)3

但是,燃料電池汽車最大的掣肘在于基礎設施建設上,畢竟,對于锂電池汽車來說,隻要有電網覆蓋,充電樁說建就建,但是一座加氫站的建設卻要涉及一堆問題——氫氣的制備、儲運、加注,安全标準的建立等等,這些東西想想都是一堆白花花的銀子。

特斯拉和豐田的電池之争(豐田特斯拉的電池)4

固态電池——想說愛你不容易

從2019年底到現在,固态電池的發展可謂是一路高光。先是豐田宣布将在2020年推出首台采用固态電池的車型,新車将基于豐田e-Palette概念平台進行研發(受疫情影響,這一計劃可能會推遲)。

特斯拉和豐田的電池之争(豐田特斯拉的電池)5

固态锂電池根據電解質不同,技術方向主要有三個:聚合物電解質、硫化物電解質、氧化物電解質,豐田主攻方向是硫化物電解質。早在2010年,豐田就曾推出過能支持車輛續航超過1000km的固态電池。

而全球锂電池巨頭三星在今年三月份也宣布,在固态電池方面取得重大突破:據稱,三星最新的固态锂電池實現車輛800km續航,同時循環使用次數高達1000次,理論上,這樣的電池使用壽命可以接近80萬公裡!

特斯拉和豐田的電池之争(豐田特斯拉的電池)6

同時,固态電池相比今天的液态锂電池,能量密度與安全性也倍增,這意味着采用固态電池的電池模塊能做得更加輕量化。而且,采用固态電池與液态電池的汽車,本身架構沒有太大變化,廠商未來的生産可以無縫銜接。

特斯拉和豐田的電池之争(豐田特斯拉的電池)7

正因為固态電池有那麼多優點,所以這幾年來,與新能源汽車相關的行業都将固态電池當做了未來方向,國際上的松下、三星、LG……國内的甯德時代、衛藍、锂鋒……都在研發固态電池與類固态電池。

幹電極電池 超級電容——香!

固态電池雖然有種種優點,固态電池相比現有的液态電池,最大的問題是導電率太低,這意味着固态電池難以實現功率的提高與快速充電,這對于電動汽車來說無疑是一項硬傷。

特斯拉和豐田的電池之争(豐田特斯拉的電池)8

另外,生産成本高也是制約固态電池發展的主要因素,所以,很多廠商往往會在現有的固态電池基礎上加入液态電解池,發展出所謂的類固态電池,但是事情正在發生變化。

特斯拉和豐田的電池之争(豐田特斯拉的電池)9

2019年5月,特斯拉正式收購美國Maxwell公司,後者不僅研發出了幹電極技術,還是全球頂尖的超級電容供應商。

特斯拉和豐田的電池之争(豐田特斯拉的電池)10

超級電容具有充放電快的特點,但是在儲能方面能量密度低,非常适合用于動力回收與大功率爆發,與充放電能力差但能量密度高的固态電池組合在一起可謂相得益彰。

埃隆·馬斯克在完成對Maxwell的收購後曾表示,特斯拉将利用Maxwell的技術生産新的電池,利用Maxwell的技術後,電池電芯的能量密度有望提升至300Wh/kg以上,并具備增加到500Wh/kg的潛力。目前新能源車電芯能量密度大多在100-200Wh/kg之間。

特斯拉和豐田的電池之争(豐田特斯拉的電池)11

另外,利用幹電極技術不僅能夠大幅降低固态電池的生産成本,同時,還可以最大程度減少電池生産過程中産生的污染。

寫在最後

從發展路徑上來看,現有的三元锂電池和磷酸鐵锂電池更像是新能源車的原配夫人,就算不完美,但湊合着也能過,燃料電池是“備胎”,雖然很難轉正,但也不能丢了;而固态電池 超級電容的組合則是“夢中情人”,不努力一把,你怎麼知道能不能追到呢?

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