充电速度更快,续航里程更长?电动汽车用固态电池的解释

电动汽车的许多方面都与汽油动力汽车相同:座椅是座椅,轮胎是轮胎,方向盘仍然左右转动。最大的区别是电池,这也是决定电动汽车普及与否的关键。

这就是为什么现代汽车领域中一些最令人兴奋的研究集中在电池技术上–而“固态”电池是一个正在探索的领域。这种目前使用的锂离子电池的替代品有望提高车辆续航里程,减少充电时间,并消除电池起火的风险。

你还不能开出一辆基于固态电池的电动汽车,但它们正在研发中。本田最近证实,它正在东京的实验室里研究它们,并计划在2028年或2029年之前推出一款配备固态电池的汽车。据JD Power报道,现代、宝马、福特、通用、大众等公司也在进行类似的研究。丰田领先,拥有超过辆汽车1300项专利与固态电池相关,并计划到2025年推出一种混合动力车。

在未来,火车、飞机和卡车也可能使用固态电池,为更广泛的交通电气化奠定了基础,这是我们今天无法想象的。关于这项可能改变游戏规则的技术,以下是你需要知道的。

  • 什么是固态电池?

文章:《充电速度更快,续航里程更长?电动汽车用固态电池的解释》_配图

固态电池的工作方式与任何其他电池相同。它们吸收能量,储存能量,然后释放能量给设备–从随身听到手表,再到现在的汽车马达。不同的是里面的材料不同。

如今用于电动汽车的锂离子电池,在阴极和阳极之间夹着一层液态的电解液(见上图中间的间隙)。或者,固态电池使用的是固态电解液。

AutoWeek表示,密度的提高意味着固态电池的容量可以达到锂离子电池的2到10倍。

  • 为什么电动汽车还没有使用固态电池呢?

固态电池已经存在,只存在于智能手表、起搏器和RFID标签等小得多的设备中。Vox表示,在电动汽车中使用它们的障碍主要是它们价格昂贵,难以规模化生产。

解释说由于电池驱动的汽车已经比汽油驱动的汽车更贵,消费者对更昂贵的汽车几乎没有兴趣。

寿命是另一个问题,但本田表示,它有一个解决方案。固体电解质会随着时间的推移而降解,所以本田计划用一种新的聚合物面料Ars Technica来保护它。

电池还需要在道路上进行充分的耐用性测试,并在日常驾驶中使用。记住,我们谈论的是把戴在手腕上的东西用来第一次集体移动汽车或卡车。

  • 固态电池会增加续航里程吗?

文章:《充电速度更快,续航里程更长?电动汽车用固态电池的解释》_配图1

有了固态电池,电动汽车应该可以和汽油动力汽车在加油前一样走远。以一个15加仑的油箱为例,它每加仑可以行驶30英里。那辆车加满油前能跑450英里。

如今,大多数电动汽车的续航里程都在200至300英里之间,尽管2024年推出的GMC Sierra Denali皮卡的续航里程将达到400英里,而且是超豪华的。

清澈,今天已经在路上了,号称有520英里的射程。

将这些范围乘以约50%(或高达80%,Carbuzz)

固态电池已经准备好在公路旅行中发挥作用。电动汽车的续航里程为300英里,现在是450英里。此外,固态电池的充电速度比锂离子快,对电池本身的影响也更小。

  • 扑灭大火:固态技术提高电动汽车安全性

文章:《充电速度更快,续航里程更长?电动汽车用固态电池的解释》_配图2

随着飓风伊恩引发洪水后发生电池起火的可怕报道,电动汽车因滚动火柴而臭名昭著。但在现实中,这一荣誉应该属于锂离子电池。把它换成同等的固态电池,电动汽车的起火风险非常低。

锂离子电池中的液体电解液是易燃的,但由于固态电池没有这种液体,它们不会面临同样的起火风险。

锂离子电池起火的情况很少见,汽车制造商包括外壳和保护措施来避免起火,但一旦发生起火,火势很大,很难扑灭,有时会带走数千加仑的水。制造不可燃的电动汽车是司机、市民和消防部门的一大胜利。

  • 如何回收固态电池?

锂离子电池和固态电池都可以在许多致力于使寿命即将结束的材料恢复活力的新设施中进行回收利用。例如,红木材料,由特斯拉前联合创始人J.B.Straubel创立,是内华达州的一个大型电池回收项目。雷德伍德已经表示来自投资者的资金减少7.92亿美元,包括福特。

“固态电池能够利用不断增长的锂离子电池回收基础设施,”宝马和大众支持的营销主管威尔·麦肯纳说。

实力派告诉卡巴兹。“与[锂离子]电池一样,Solid Power的电池通常含有镍、锰、锂和少量钴。通过提取这些金属来回收锂离子电池的相同方法也适用于固态电池。因此,我们预计不需要额外的基础设施投资过程。”

成堆的废电动汽车电池泄漏到地下的噩梦场景也可以被排除,因为里面没有液体可以泄漏。更不用说,固态电池的碳足迹可能比锂离子电池少39%,Electric trek说。

硅电池与固态电池能源密集型电动汽车电池的竞争涉及多种技术,固态电池只是其中一种解决方案。硅电池是另一个领先的竞争者,而且特斯拉、保时捷,其他公司已经在那里进行了投资。保时捷的2024年电动汽车计划使用由华盛顿Group14集团开发的原材料制成的硅电池。

文章:《充电速度更快,续航里程更长?电动汽车用固态电池的解释》_配图3

Group14的格兰特·雷表示:“我们正在将电池的能量密度提高50%或更多,并使电池制造商能够将充电时间降低到给汽车充电更接近于给油箱加满的程度。”

Group14开创了一种新的硅离子制造方法,这是一种丰富但不稳定的材料,电池制造商和汽车制造商可以在电池内部使用硅离子来提高性能。他们不会是最后一批,因为14组收到了一份1亿美元赠款。

拜登政府在10月份提出了进一步发展的建议。

硅和固态电池并不是相互排斥的,其中一个可能不会胜过另一个。相反,它们可以作为将更便宜、更好的电动汽车推向市场所需的众多技术之一进行合作。

“随着汽车制造商同时追求硅电池和固态电池,现实情况是,这两种技术并不是相互排斥的,”雷说。我们的合作伙伴正在利用我们的固态电池中的硅电池技术来突破能量密度的界限,使车辆能够行驶消费者预期的距离。

要了解有关电动汽车电池的更多信息,请参阅电动汽车电池101:退化、寿命、保修等。

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编译:盼盼云笔记

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