对于许多已经开上或者正考虑购买新能源汽车的朋友来说,心里总有几个绕不开的话题。
比如说,这车冬天续航会不会打个大折扣?
跑一趟长途是不是得提前把沿途的充电桩研究个明明白白?
还有就是,电池这东西,作为车辆的核心部件,它的安全性到底能不能让人完全放心?
这些问题,可以说是当前电动汽车普及道路上最现实的几个坎。
然而,就在大家对现有电池技术感到一丝瓶颈时,小米汽车的一项新专利公布,像一颗投入平静湖面的石子,激起了不小的波澜。
这项名为“固态电池”的技术,被普遍认为是解决上述所有烦恼的终极答案,而小米的入局和新进展,无疑让人们对未来出行有了更丰富的想象。
那么,到底什么是固态电池,它又神奇在哪里?
小米这次公布的专利,又具体有什么门道呢?
要理解这些,我们不妨先用一个简单的方式来理解我们现在车上用的液态锂电池。
我们可以把现在的锂电池想象成一个微型的“游泳池”,池子里装满了特殊的液体,也就是电解液。
锂离子就像游泳选手,它们需要在这个液体池子里从一端(负极)游到另一端(正极),这个过程就为我们的汽车提供了动力。
但这个“游泳池”模式有几个天生的短板:首先,池子里的液体在天冷的时候会变得粘稠,游泳选手自然就游不快,甚至游不动了,这就是为什么电动车在冬天续航会明显下降。
其次,这种液体本身是易燃的,一旦电池因为碰撞等原因被损坏,液体泄漏出来,就可能引发燃烧,存在安全隐患。
固态电池的革命性之处,就在于它把这个“游泳池”里的液体,全部换成了一整块固体的材料,也就是固态电解质。
这就从根本上解决了问题。
没有了液体,自然也就不存在低温下变粘稠或者泄漏燃烧的风险。
而小米这次公布的专利,则是在这个基础上做了进一步的优化。
根据专利信息,小米的设计非常巧妙,它不再让锂离子在固态材料里“艰难跋涉”,而是为它们修建了无数条垂直的“高速公路”。
这项技术能够让锂离子在电极内部的传输路径变得极短,传输速度大大加快。
这就好比以前出城要穿过拥堵的老城区,现在直接修了高架桥直通城外,效率自然不可同日而语。
这种设计带来的直接好处,就是电池的充电速度可以更快,瞬间放电的能力也更强,这对于提升车辆的加速性能等都有着重要意义。
这项技术一旦成熟应用,带给我们普通消费者的好处是全方位的。
首先,最直观的改变,就是彻底告别里程焦虑。
能量密度是衡量电池能力的核心指标,通俗点说,就是同样大小和重量的电池,谁能储存的电量更多。
目前主流的液态锂电池能量密度已经接近极限,而固态电池的理论上限要高得多。
根据小米实验室公布的数据,其固态电池技术的能量密度已经可以突破1000Wh/L,这是一个相当惊人的数字。
反映到实际续航上,搭载这种电池的汽车,最高续航里程有望达到1200公里以上。
这意味着,从北京开车到上海,理论上可以中途不充电,这对于任何一位长途驾驶者来说,都是一个巨大的福音。
它之所以能做到这一点,一个关键原因在于固态电池可以更安全地使用“金属锂”作为负极材料。
金属锂是天生的“能量王者”,但它在液态电池里非常不稳定,容易产生一种叫做“锂枝晶”的针状结晶,它会刺穿电池内部的隔膜,造成短路起火。
而坚固的固态电解质就像一面坚实的墙壁,能够有效阻止这种“枝晶”的生长,从而在保证安全的前提下,将电池的能量潜力发挥到极致。
续航解决了,安全问题更是重中之重。
固态电池由于其电解质本身是固体,不易燃、不挥发,从物理形态上就杜绝了漏液和燃烧的风险,尤其在高温或者受到外力冲击时,表现得比液态电池稳定得多。
小米的技术团队在此基础上还增加了一道独特的“安全锁”。
他们在电池的正极部分涂覆了一层固态电解质陶瓷。
这层陶瓷涂层在平时默默无闻,可一旦电池遭遇针刺这样的极端破坏,它会立刻发挥作用,在穿刺点形成一个绝缘的包裹层,将正极和负极隔开,从而避免内部短路。
这个设计极大地提升了电池在最严苛的安全测试——针刺实验中的通过率,为用户的生命财产安全提供了更坚实的保障。
除了跑得远、用得安全,固态电池还特别“抗冻耐热”。
我国地域辽阔,南北温差巨大,尤其是在北方地区,冬季低温对电动汽车的续航能力是一大考验。
前面提到的液态电解液在低温下性能会急剧下降,导致电池活性降低。
而固态电解质对温度变化的敏感度要低得多。
根据小米公布的信息,其固态电池在零下20摄氏度的严寒环境下,放电性能比普通电池能提升20%以上。
这意味着,即使是在寒冷的东北地区,电动汽车也能保持一个相对理想的工作状态,让北方的用户也能更安心地选择和使用新能源汽车。
当然,描绘了如此美好的蓝图,我们也要理性地看到,这项技术从实验室走向千家万户的汽车里,还有一段路要走。
目前,固态电池的商业化量产主要面临两大挑战:一是制造成本居高不下。
复杂的工艺和新型材料使得固态电池的成本远高于现有锂电池,如何降本增效是所有企业都需要攻克的难题。
二是技术层面,固体与固体之间的接触界面,很难做到像液体与固体那样完美贴合,这会影响锂离子的传输效率,需要材料科学和工程技术上的持续突破。
包括上汽集团、宁德时代在内的行业领军者都曾表示,全固态电池的大规模量产预计要到2027年左右才能实现。
因此,小米的固态电池技术虽然取得了阶段性成果,但要真正应用到我们购买的量产车上,也还需要耐心等待。
尽管如此,这次小米固态电池专利的公布,其意义远不止于一家企业的技术突破。
它更像是一个强烈的信号,表明中国的新能源汽车产业正在从应用层面的竞争,向更深层次的核心技术研发赛道迈进。
小米作为行业的“后来者”,不仅在产品定义和市场营销上取得了成功,更在底层技术上展现出了长远的战略布局和投入。
这种积极的“内卷”,将有力地推动整个产业链的升级和进步,促使更多的企业加大在固态电池等前沿技术上的研发投入,从而加速这项颠覆性技术的成熟和普及进程。
对于我们广大消费者而言,这意味着一个续航更长、使用更安全、体验更佳的电动汽车时代,正在加速向我们走来。
全部评论 (0)