与往届诺贝尔化学奖奖项不同的是,锂电池似乎并不是最前沿的发现和技术,但当这一块围绕我们四周的、随处可见的小小固体被摆上台面时,众人才恍然大悟,它已经改变了人类的生活数十年了。今年的诺贝尔化学奖颁发给以上三位科学家无可厚非,这是一份迟到的殊荣,也是对过往几十年对人类社会贡献的褒奖,更重要的是,锂电池也将改变未来。
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至于三位科学家的在锂电池领域的杰出成果,这里就不一一陈述,但我们的生活已经离不开锂电。作为一个汽车媒体从业者意识到,本届诺贝尔化学奖锂电池的胜利也与汽车行业产生了无法忽略的联系。
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如果说,上世纪90年代,锂电池被成功运用到手机中,标志着锂离子时代的到来。那么如今,随着汽车电动化浪潮的兴起,锂电池也得到更为广泛的应用,作为电动汽车的“心脏”,锂电池在技术上再一次进化。
对于最初的电动汽车来说,摆在面前的有两个选择,一是选择铅酸电池作为能量来源,二是选择锂电池。但是由于铅酸电池特性的问题,其使用寿命一般只有1-2年。同时,为了保证车辆有足够的续航能力,那么铅酸电池的体积就必须足够的大,而当时的电动车工业设计是不允许放置体积巨大,重量巨大的铅酸电池,因此铅酸电池只能被淘汰。
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反观锂电池,不仅能量密度是同等铅酸电池的5倍,其体积和重量也比同等的铅酸电池小,再加上锂电池的使用寿命长达七八年之久。并且因为锂电池的平均电压高,深充深放电的循环过程对锂电池本身的衰减也小,所以锂电池就成为了新能源汽车的首选。
当然,锂电池并不是十全十美,作用于纯电车上的锂电池也分几种。第一种就是钴酸锂电池,早期的特斯拉MODEL S就是采用松下18650钴酸锂电池,经过几千颗相互并联组成的电池组能释放惊人的能量,以至于特斯拉能有3.2秒的百公里加速以及超过400公里的续航。但钴酸锂电池热稳定性差、成本极高,特斯拉在后期也摒弃了这种电池,开始采用三元锂电池。
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第二种磷酸铁锂电池,国内最具代表的新能源车企比亚迪在早期车型上就是搭载磷酸铁锂电池,凭借极佳的稳定性和低成本,帮助比亚迪打开了国内的新能源车市场。但磷酸铁锂电池在能量密度以及低温耐受上存在短板,也被很多中高端的纯电车弃用。
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与磷酸铁锂电池类似的还有的锰酸锂电池,大名鼎鼎的日产聆风初代车型就是搭载锰酸锂电池,但由于原料容易产生气体以及不温不火的性能,后也被淘汰。
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最后一种则是目前使用最为广泛也是前景最广的三元锂电池(镍钴锰酸锂),其具有能量密度高、循环寿命长、轻量化等优点,对提升车辆续航能力有显著作用;随着技术的发展,加入了陶瓷隔膜技术后,三元锂电池的安全问题也得到了较好的解决。
锂电池是电动汽车的“心脏”,占据着一辆电动汽车三分之一到一半的成本,也是电动汽车的竞争核心之一,但动力电池不同于传统汽车工业的物理机械,其存在跨行业的壁垒。从全球范围来看,日本的松下,韩国的三星、SK、LG,和中国的宁德时代、比亚迪, 掌握车载动力电池的核心技术,也占据全球动力电池的主要份额。
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但随着新能源汽车的日益发展,动力电池的巨大商业潜力也正逐步体现,各个传统车企意识到未来汽车市场的竞争格局正在转变,纷纷斥巨资构建属于自己的动力电池研发体系,掌握核心技术,为的就是在汽车电动化全面到来时不处于被动地位。
回到开头,纯电汽车的发展离不开三位获奖者以及无数科研工作者在锂电池领域的不懈努力。人类自会使用工具起就在探索各种能源的使用,火种、蒸汽、化石燃料、电力…即使还有很多人在怀念旧时代的产物,但新时代的来领也不可避免,不管它是好是坏。
End.
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