《这是电动汽车理想的电池吗?》

  • 来源专题:中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
  • 编译者: guokm
  • 发布时间:2020-11-14
  • 想象一下,有这样一种电动汽车,轻便、高速、单次充电能行驶数百英里。它无需备用电池,大大减轻了负重。因为电池与车身已经融为一体。结构电池早在21世纪初就已经出现,当时美国军方以碳纤维为导电材料设计了第一款结构电池。众所周知,碳纤维很轻,还可以用来制造各种东西,包括汽车车身。

    特斯拉的埃隆·马斯克(Elon Musk)在其公司的电池日(Battery Day)上宣布,他们打算把电池置于汽车底盘内。是时候去掉“运动包”,把电池装进车身了。马斯克称这一决定是革命性的。但那些多年来一直致力于结构电池研究的科学家们对此是不屑一顾的。

    伦敦帝国理工学院材料科学家、皇家工程学院新兴技术系主任埃米尔·格林哈尔(Emile Greenhalgh)告诉《连线》杂志:“他根本就是在重复我们10年前做过的事情,我们现在做的已经超越了埃隆·马斯克所说的。并没有嵌入式电池,碳纤维材料本身就是能量储存装置。”

    格林哈尔(Greenhalgh)是致力于结构电池研究的专家之一。结构电池不是汽车的外部零件,而是汽车的一个元件,因为本质上来说,电池是用来制造车身或其他部件的原材料。

    结构电池构成十分简单,仅由两层碳纤维材料组成,一层带负电荷,另一层带正电荷,正极和负极之间是玻璃纤维制成的绝缘层。从理论上讲,该材料可用于制造汽车的整个车身。

    设计一款能够实际工作的结构电池一直以来都很具有挑战性。2018年,《史密森杂志》报道了一个由勒夫·阿斯(Leif Asp)教授率领的查默斯理工大学进行的此类项目。尽管结构电池的前景向好,但项目团队发现使其正常工作很难。

    当时,勒夫告诉《史密森杂志》:“市面上碳纤维,都拿来研制结构电池或其他电子设备了。”勒夫、格林哈尔以及其他研究人员仍致力于开发一种同时具备这两种功能的复合材料,但格林哈尔表示,在研究过程中,为筹集到足够经费花了不少时间,项目才得以继续进行。今年,这两位科学家和他们的团队甚至完成了一个为飞机研制结构电池的项目。

    假设结构电池可能会危及到“普通”锂电池的发展,而汽车制造商在锂电池上已经花费了数百万美元。通用汽车(GM)正在俄亥俄州建造一个全新的电池厂,但它并不生产结构电池。在欧洲,大众汽车(Volkswagen)对德国的一家大型工厂进行部分调整,该工厂从2024年开始生产电动汽车(EV)电池。大型汽车制造商对交通电气化 投入了大量资金支持。

    然而,结构电池似乎还有待改善。2013年,勒夫、格林哈尔和团队中的其他专家共同完成了一个为期三年的名为“存储”的项目,成功地将商用锂离子电池整合到一辆沃尔沃的结构部件中。然而,电池太小,只能在熄火后的短时间内支撑空调系统、音响和灯光。要实现这一预期可能还

相关报告
  • 《【现代汽车】在印度开设电动汽车电池工厂》

    • 来源专题:新能源汽车
    • 编译者:王晓丽
    • 发布时间:2025-02-10
    • 现代汽车在位于南部泰米尔纳德邦主要港口城市金奈的制造工厂内建造了电动汽车电池厂。现代汽车与现代汽车集团的零部件子公司摩比斯共同运营组装工厂。 现代汽车和摩比斯的电动汽车电池工厂可以灵活地组装LFP和NMC电池组。因此,这家韩国汽车制造商可以将其用于一系列车型,从传闻中的英斯特启发的电动微型SUV(代号:HE1i)和从下一代i10 (Grand i10 Nios的继任者)衍生的电动城市车,到包括Creta electric在内的相对高端车型。 现代汽车和摩比斯可以在第一阶段在新工厂组装7.5万个电池组,但目前它们不太可能充分利用最大产能。根据Autocar India的报告,现代汽车每年将生产大约2.4万辆Creta Electric。在2026年之前,该公司不太可能在当地生产任何其他电动汽车。虽然现代在当地组装了Creta Electric的电池组,但它仍然依赖进口电池。据《Autocar Professional》报道,现代汽车从印度尼西亚进口电池,可能是从现代汽车集团和LG能源解决方案的合资企业HLI Green Power进口的。 Image: Hyundai
  • 《CATL 推进全固态电动汽车电池研发》

    • 来源专题:能源情报网监测服务平台
    • 编译者:郭楷模
    • 发布时间:2024-11-08
    • 全球最大的电动汽车电池制造商正在开发一种新型电池,有望提高能量密度。据一份新的本地报道,CATL正在大力投资,同时增加员工数量,以将全固态电动汽车电池推向市场。据报道,随着试生产启动,我们可能会看到 CATL 比预期更早推出全固态电动汽车电池。据 LatePost 的一篇新本地报道(通过CnEVPost),CATL 已进入 20 Ah 样品的试生产阶段。此前,这家电动汽车电池巨头今年为其研发团队增加了 1,000 多名员工。 报道称,CATL目前专注于最终的硫化物阶段,并已开始20Ah样品的试生产。该公司的解决方案锂三元电池的能量密度高达 500 Wh/kg,比现有电池高出 40%。不过,报告称,充电速度和循环寿命还未达到要求。在 20 Ah 时,电池解决方案已最终确定并准备进入下一阶段,即生产技术探索。 CATL 正在推进全固态电动汽车电池 报告称,此后主要面临的是制造方面的障碍,可以通过扩大劳动力来克服。今年 4 月,宁德时代首席科学家吴凯宣布,公司已开发出 10 Ah 全固态电动汽车电池单元的验证平台。吴凯还表示,宁德时代的目标是在 2027 年实现全固态电动汽车电池的小批量生产,这是该消息首次公开。今年 9 月,该公司董事长曾毓群表示,CATL 对新电池技术的研究“首屈一指”。包括丰田、梅赛德斯-奔驰、Stellantis 等多家公司都押注固态电动汽车电池是未来的发展方向。 根据CnEVPost的数据,截至 2024 年 9 月,宁德时代将以 36.7% 的份额占据全球电动汽车电池市场的主导地位。 中国的比亚迪以 16.4% 的市场份额位居第二。比亚迪还计划推出固态电池。在 2024 年 9 月的世界新能源大会上,比亚迪首席科学家兼工程师廉玉波表示,固态电动汽车电池可能在五年内得到广泛应用。