最近很多人都在说电池,新词一个接一个,大家听着也会迷糊,这是今天要聊的重点,要看清什么是真本事
现在车上用的电池有很多种,大家听得最多的,是液态电池,还有一个听起来很新的是固态电池,这两种名字很像,但差别很大,下面慢慢讲清楚
车企天天宣传固态电池,说能跑上千公里,说安全高,说会改变一切,可是你去门店看车,根本看不到这类车,只有宣传牌在那挂着,很多人听多了,就会把这个当真
要判断一项新技术,不能只看广告话,要看它现在能不能量产,还要看普通人能不能买得起,这一点比那些宣传语重要多了
现在路上跑的新能源车,大多数用的是液态电池,也就是里面有液体的那种,大家听过的磷酸铁锂电池,就属于这种,这类电池有一个特点,成本比较低,工厂也已经很熟练
一辆家用电车,电池包的钱,大概是几万元左右,这个价位,车企还能接受,普通家庭也能接受,所以这类车能成批上路,这说明成熟工艺的作用很大
如果把这个电池换成全固态,账就完全不一样了,新结构要用新材料,新设备,新流程,成本一下子就上去了,有资料估算,成本可能是现在的3到10倍
如果按这个倍数算,一块全固态电池,可能就是十几万甚至三十万,等于一辆中档车的价钱,有人打趣说,是买电池送车壳,这话虽然夸张,但能说明问题
工厂前些年,为液态电池建了很多生产线,投的钱是几百亿起步,还有上千亿的项目,这些设备还在折旧期,还没赚够钱,没人敢说推倒重来
固态电池想要做出来,有很多难点,不只是钱,它要把里面的液体换成固体,充电和放电的时候,里面的材料会有膨胀和收缩,接触面就容易出现缝隙
一旦有缝隙,电池里的电就不好流动,电阻变大,发热就会更厉害,如果想把这些缝隙压紧,就要给电池加很大的压力,有说法要几十个大气压,结构会变得很复杂
为了达到这个要求,有人提出,可以在超干净车间里做,还要接近真空,这样的生产线成本很高,维护也不轻松,这些要求叠加起来,让大量生产变得遥远
这就是一个矛盾,一边是漂亮的宣传词,一边是冷冰冰的成本和工艺,车企嘴上都在讲固态,但手里主要精力,还放在把液态电池做得更好,这个选择背后,就是现实约束
大家对固态电池期待这么高,有一个核心原因,就是安全,新闻里有车起火,人们就会害怕,固态被很多人当成终极答案,觉得只要全固态,就能彻底不着火
可是现在,这个终极方案还停在实验室和少量试验车阶段,中间的鸿沟太大,普通家庭想要用上,还看不到明确时间表,这时很多人会问,有没有折中办法
前段时间,一个新思路出现在公开期刊里,引起很多人关注,相关论文登在4月初的《自然·能源》杂志,做研究的团队来自中科院物理所,带队的是胡勇胜研究员
他们提出一个新电解质,名字叫PNE,这个名字看着有点拗口,可以理解成一种可以聚合的液体材料,它和钠离子电池结合使用,目标是把热失控问题拦在起点上
这项研究的意义,在业内被评价很高,有专家说,这是在安时级钠离子电池里,第一次把热失控的端点压没,这句话拆开讲,就是在可用容量下,实现了不起火的效果
这项技术有一个核心特点,不是硬把电池变成固态,而是利用液体状态的灵活,再在关键时刻改变形态,用一个比喻,就是平时像水,危险时刻迅速变成网
在正常使用时,PNE是液态,和现在常见的液态电解液类似,它可以在正负极之间自由流动,离子通道通畅,这保证了充电和放电性能,不会因为更安全就牺牲太多续航
问题在于,当电池出意外,比如内部出现短路,或者受到冲击过热,温度飙升到150度以上,一般电解液会变得很剧烈,这时就是事故高发阶段
PNE在这个温度点附近,会发生聚合反应,它会从液体状态,迅速变成一个固态聚合网络,把内部空间给锁住,把可能接触到一起的正负极,分隔开来
一旦这个网络形成,电流路径会被打断,危险反应没法继续扩散,相当于电池自己按下暂停键,对于车主来说,这个机制就像自带防爆盾,在需要时自动打开
为了验证这个思路,科研团队做了很多极端测试,这些测试听起来会让人紧张,但对新技术来说,是必经步骤,他们要确定这个电解质不是纸上谈兵
有一种测试叫针刺,就是拿钢针直接扎进电芯内部,模拟硬物刺穿电池的情况,在普通电池上,这种操作很容易引发短路和起火,有的视频里,电池会冒火花
还有一种测试,是把电芯放进高温箱里,把温度提高到300度,这远远超过正常使用条件,是在刻意找安全边界,看它到底会不会被引燃
这些测试下来,搭载PNE的电芯表现非常稳定,根据论文中的描述,即使在这些极端条件下,电芯没有起火,也没有爆炸,连明显的烟雾都不多,这个结果被很多人反复讨论
业内有些专家看完测试数据和图像之后,评价很直白,用了“离谱”这个词,就是超出原本的预期,这种表达里,有惊讶,也有认可
如果说安全表现是第一层冲击,那第二层让人印象更深的,是这个方案的落地成本,它没有要求企业重建一个全新体系,而是尽量兼容现有的液态电池工厂
按团队介绍,生产这种电池,不需要全部换成新设备,大量关键工序和液态电池相似,只要在少数环节上做适配和调整,现有生产线就能参与
行业内已经有很多条液态电池产线,数量达到几万条,这些产线遍布不同地区,如果它们只需要小幅升级,就能生产更安全的电池,这个意义就不只是技术,而是产业层面
对于主流价位在十几万元的家用车来说,电池成本稍有变化,整车价格都会跟着调整,如果技术升级不需要翻倍成本,就有机会在短期内进入这个价位带
很多人说,判断一项技术是不是好,不是看能不能上旗舰,而是看能不能进普通家庭,如果只在几款高价车上展示,那更像形象工程,而不是大众产品
大家买新能源车,心里有几件事排在前面,一个是日常通勤够不够用,一个是充电麻不麻烦,还有一个就是安全,小区地下车位多,安全感就更关键
很多车主担心夏天停在露天车位,会不会暴晒后出故障,也担心冬天天冷,电量掉太快,突然没电,家庭预算有限,还怕底盘被剐蹭后,要大修电池
从用户角度能降低出事故概率,能减少大笔维修风险,又不会把车价推到很高,这类技术才会得到长期信任,对于产业来说,这种信任是最重要的基础
把目光拉回固态电池,可以看到很有意思的一幕,一边是被各种资本追捧,一边是实际车型迟迟没大规模交付,有人把它比作被架在火上的吉祥物,这个比喻很形象
固态电池在理论上,代表了未来电池发展的较高目标,它有能量密度潜力,也有安全潜力,如果有一天成本降下来,工艺成熟,它自然会有广阔空间
但在这个过程里,如果液态体系本身,安全性被大幅度提升,而且能在大量车型上快速铺开,这就会改变市场比较,原先固态最大的优势之一,就被削弱了不少
简单说,原来大家觉得,液态容易起火,固态更安全,所以要不惜代价追固态,现在如果液态有办法做到极难起火,那这个理由就没那么硬了
这次PNE的出现,就是往这个方向迈出了一步,它没有把固态赶出舞台,而是在现实阶段,帮液态补上短板,为大多数正在使用的车型,提供一个更稳的方案
对新能源行业来说,这是一个很重要的信号,从跟跑,到并跑,再到部分领域的领跑,这个过程离不开基础研究,也离不开工程化能力,这次工作把两者结合在一起
这些年,在新能源这条赛道上,本土企业不再只是拿着别人淘汰的图纸来模仿,从上游材料开发,到中游电芯设计,再到下游整车集成,很多关键环节,已经握在自己手里
这种完整产业链的掌控,让一些思路变得可行,比如当一个基础材料被证明更安全,工厂就能比较快地把它放进试验线,再一点点扩大规模,这个闭环能力非常关键
未来那个理想的固态电池,会不会大规模进入普通家庭,这个问题谁也没法给出精确时间,有人估计是几年,也有人说要更长时间,这种长期目标不能放弃,但也不能急躁
在这段等待里,把眼前能做的事情做好,比空喊口号更有意义,比如提升现有电池的安全系数,降低使用成本,让更多家庭敢用,也愿意用,这种改变会一点点积累信心
对于普通消费者来说,现在可见的选择,是关注那些用上更安全技术的量产车,而不是被一些还停在PPT里的概念带节奏,广告上的千里续航,不一定比稳定可靠更重要
有孩子的家庭,可能更在意的是,把车停在家门口,不会半夜突然出事,老人开车上街买菜,不会因为一个小剐蹭,就要承担巨额维修,这些朴素关切,是技术发展的尺度
技术人员会讨论能量密度,会讨论循环次数,会看各种曲线,普通用户感受不到这些,只会感受到车好不好开,省不省心,关键时刻安全不安全
从这个角度这次基于PNE的电解质工作,更像是对老百姓关切的直接回应,把科学问题变成一个看得懂的结果,就是车不容易着火,用起来更安心,价格也没被推高太多
新能源行业常被说成是“高大上”的领域,但真正推动它前进的,是那些可以落地的改进,一项技术,如果能在几年内进入千家万户,它的价值就会被放大很多倍
回到文章说的种种宣传,有时候大家会被各种术语围着转,其实可以记住一条判断标准,技术好不好,要看它能不能让普通人生活更便利,又不增加过多负担
新能源车不是舞台道具,也不是宣传口号的载体,它每天要在路上跑,要在小区停车库里停着,电池安全这一项,永远都摆在最前面,而不是写在角落里的说明书上
当我们看见一个技术方案,既照顾到了安全,又考虑到成本,还尊重已有产业基础,并且有严谨测试支撑,这种方案就值得多一些耐心,多一些关注
对于家长来说,给家里选车,和选孩子书包有点类似,表面图案可以好看一点,但最重要的,是背带结不结实,用久了会不会坏,电池技术也是同样道理
未来几年里,固态电池还会继续被提起,会有更多实验进展公布,行业也会继续探索新路径,这是一条长路,但在这条路上,我们已经有了可以先用起来的可靠选择
一边是还在等待成熟的远景方案,一边是已经在测试里表现不俗的可量产改进,对普通用户来说,不必被一个单一名词绑住选择,可以把目光放在真正能落地的安全进步上
技术走得越快,越需要有人不断提醒,要多想想使用中的普通人,这样走出来的路,才不会偏离初衷,新能源车的发展,也才能稳稳地向前推进
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