【创新启示录】电动车不只特斯拉,更先进的电池技术创造更多可能

文学出版 硅谷新发现 第152期 2018-10-16 创建 播放:901

介绍: 你好,我是李攀,欢迎来到硅谷新发现。今天是我们的创新启示录时间,每期一个案例,为你介绍最顶级科技公司的创新方法论。
一说起电动汽车,你会首先想到什么呢?清洁?环保?省钱?这些都对。电动汽车的好处不用多说:更清洁、更高效,而且你看,摇号还可以摇“清洁能源” 的号,比普通燃油汽车摇个号要等好几年可强多了,而且有些城...

介绍: 你好,我是李攀,欢迎来到硅谷新发现。今天是我们的创新启示录时间,每期一个案例,为你介绍最顶级科技公司的创新方法论。
一说起电动汽车,你会首先想到什么呢?清洁?环保?省钱?这些都对。电动汽车的好处不用多说:更清洁、更高效,而且你看,摇号还可以摇“清洁能源” 的号,比普通燃油汽车摇个号要等好几年可强多了,而且有些城市开清洁能源车不用限号,特别方便。
电动汽车这么好,怎么没有立刻大规模应用呢?这是因为电动汽车有两个很大的技术瓶颈:一是充电慢、二是续航短,说白了就是电池不行。可是电动车最关键的部分就是电池,甚至可以说,得电池者得电动车的天下!
我们现在开着燃油车,如果需要加油,路边找个加油站,几分钟就搞定了,一箱油加满能跑个几百公里。这比电动汽车方便多了:我们以大众E-高尔夫举例,用住宅级电力 ── 也就是我们自己家里面的电源 ── 充 26 小时电后,才只能开 200 公里。
相比之下,特斯拉的充电速度要好很多:如果用特斯拉的“超级充电器”充电,20分钟就能充一半,充电功率峰值120千瓦,但是对电池寿命有点影响;不少车主为了尽量延长电池寿命,就选择尽量在家里充电,但如果用家里的普通电桩充电,速度就又慢下来了。
看来,现在电动车用的锂离子电池充电速度、电池容量和续航能力有许多问题。那么,怎么提高电池效率呢?不同的公司有不同的方法。
咱们先讲一个创新公司的方法。StoreDot([stɔːr - dɒt])是一家纳米技术创业公司,Store, S-T-O-R-E,dot,D-O-T。作为一家纳米技术公司,StoreDot 想用 “新型有机化合物” 代替锂离子电池中的化学物质。这家公司在 2017 年 5 月第一次展示了它的 “闪存电池” 技术,这种电池五分钟内就能把电动汽车的电充满,而且充满后一次能开480多公里。这个充电效率和我们现在燃油车的效率相比,也毫不逊色。
StoreDot 的闪存电池技术非常有意思:如果你把它的电池拆开,你会看到一个一个灰色的小口袋,每个小 “口袋” 大概和袋泡茶叶一样大,里面有一层一层的纳米材料和有机化合物。很多个这样的小“茶叶袋” 摞起来,就组成了一个磁带大小的充电模块;40 个充电模块放在一起,连接上电池管理系统,放到汽车的底盘上,就成了电动汽车的电池。
这种电池和传统的锂离子电池结构相比,有非常根本的改进:只需要五分钟就能把电充满,汽车就能开了。
如果你觉得电动车离你的生活有点远,那咱们拿给手机充电举个例子:网上的一段视频显示,把 StoreDot 的电池装在三星手机上给手机充电,从 15% 的电量充到 100%,不到两分钟就充满了!怎么样,这个速度是不是非常快?
除了充电速度特别快,StoreDot 还说它家的 “闪存电池” 有下边两个好处:
第一个好处就是它比标准的锂离子电池更环保、更安全:以 StoreDot 为代表的新一代电池架构建立在一个高度稳定的电极结构上,而且制作电池的材料也比传统的锂离子电池技术在高温下更不易燃、更稳定。此外,这种电池也比锂离子电池更环保。
第二个好处就是成本低:由于 StoreDot 的制造工艺采用传统的固定资产设备、以标准化加工为主,这种电池的成本和未来几年锂离子电池的成本相比,只会更便宜、不会更贵,亲民的价格也有利于电动汽车的普及。
当然,除了 StoreDot,别的公司也想抢占汽车电池的“技术制高点”:日本的东芝公司就是其中之一。
东芝早在 2008 年就推出了可充电电池,也就是第一代超级可充电电池,简称为SCiB /S-C-I-B/。这种电池的阳极是“锂钛氧化物” 做成的,和传统的锂离子电池相比,它更安全、能低温充电、速度快,而且电池的续航能力也更强大。
现在,东芝已经发布了新一代的SCiB,它的阳极材料是 “钛铌(ní)氧化物”。这种新型氧化物材料在保留了上一代 SCiB 电池优点的同时,还解决了 “在寒冷天气下快速充电,电池容易退化” 的问题。
东芝公司还表示,他们新一代的 SCiB 电池能够更有效地储存锂离子,能提高电池的使用寿命:即使充电 5000 次后,新一代 SCiB 电池还能保留 90% 的电池容量。
大家可能也发现了:一块电池用久了、充电次数多了以后,经常是一充电就满、一用就没电,这就是电池容量出了问题。而东芝新一代的电池充电 5000 次后还能有 90% 的电池容量,绝对是个技术上的突破。
咱们刚才说的这些,都是 “提高电池效率” 这条思路。其实为了解决现在“电动汽车没开多久就要充电”的问题,除了把电池做得更牛,另一种思路是多建一些充电站。
问题来了,谁来建充电站呢?可能你和我一样,首先想到特斯拉!的确,特斯拉现在在美国有大概一千台“超级充电站”,这些“超级充电站” 每小时能提供120-150千瓦的功率,这也让它成为目前最强大的充电器。今年特斯拉计划把全美 “超级充电站” 的数量增加到一万八千台。但问题是,这些 “超级充电站” 只对特斯拉车主开放,不支持其他牌子的电动车充电。
看来特斯拉是指不上了,那我们能指望别的公司吗?其实,还真有这么一家公司——它叫做Chargepoint([tʃɑːrdʒ - pɔɪnt])。Charge,C-H-A-R-G-E,“充电”的意思,point,指“地点”。它是美国最大的电动汽车充电网络公司,他们有超过 3.3万个充电“泵”,最近他们开始向加油站业主提供快速充电服务,每小时可以为电动汽车提供高达 400 千瓦的电。
但是问题是,目前在美国仅有一万六千个2级电动汽车充电站,我们可能要等很多年,才能获得 350 千瓦的超高速充电技术。换句话说,Chargepoint 的办法就算可行,但能不能及时解决问题就不好说了。
看来,“多建些快速充电器” 和 “提高电池技术” 这两种思路比起来,还是 “提高电池技术” 更靠谱一些。
电动车是交通运输的未来,所以尽管充电不方便,美国电动汽车的销量还是以每年增长 37% 的速度迅速增长。而且,国内比美国的增速还快。据彭博社报道,2017 年第三季度的中国电动汽车市场相比去年同期增加了一倍还多,速度十分惊人。
相信很多住在北方的朋友和我一样,每年冬天看到雾霾都很头疼。现在,随着我们生活条件的提高,有车的朋友也越来越多,成千上万辆燃油车在街上跑着,对空气质量肯定有影响。因此,清洁能源的电动汽车受到政府的鼓励和支持,而这种实惠也会转移到消费者身上,比如政策优惠,或者价格优惠,这也激励了消费者购买电动汽车的意愿。这和电动汽车在我国销量年年攀升也是互相呼应的。
旺盛的需求也意味着很大的机会:如果把 “充电” 这个关键问题解决了,电动汽车的普及速度就会大大提升。这就是为什么除了特斯拉,其他很多公司也纷纷投入这个激烈的竞争。
总结一下,今天我们这期节目讨论了电动车普及的瓶颈:充电太慢、太频繁;因此,要想让电动汽车更普及,就有两种方法:一,建造更多的高电压充电站;二,电池技术的突破。这两种方法里,电池技术的突破能更根本地解决问题,因此很多公司纷纷尝试用不同的方法,让电池充电更快、蓄电能力更强、更方便。
如果解决了充电问题,你觉得电动汽车还有哪些其他的需要解决的问题吗?欢迎大家在留言区讨论。
好了,本期节目我们先聊到这里,下期见!

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