無論如何,在衰落一個世紀后,電池又開始受到重視。這一趨勢是在巨額投資的推動下進行的,研究不僅在電動汽車領(lǐng)域展開,還在手機或游戲機等其他重要領(lǐng)域展開。這些蓄能器正在沿著不可思議的道路前進。
使用鈷酸鋰正極的鋰離子電池于1979年開始商業(yè)化,并成功實現(xiàn)了充電的飛躍。在當今正在開發(fā)的電動汽車中,鋰離子電池占主導地位,但短缺問題已經(jīng)在短時間內(nèi)出現(xiàn)——當數(shù)億輛電動汽車的預測成為現(xiàn)實時——因此科學家們開始研究更容易獲得甚至更可持續(xù)的替代品。
我們的鋰離子電池預測表明,該技術(shù)不僅將在電動汽車中占據(jù)主導地位,而且最終將在傳統(tǒng)汽車電池中占據(jù)主導地位,同時考慮到即將出臺的二氧化碳法規(guī)。未來 15 年,鉛酸電池的銷量將達到頂峰。
在我們在一份關(guān)于先進和后鋰離子電池的報告中追蹤的競爭者中,鋰硫是主要候選者,但它有相當大的挑戰(zhàn)需要克服,例如其體積能量密度。電池很輕,但太大了。
一個通配符是液流電池。大多數(shù)人正確地將這些視為適合在電力公司存儲的非常大的單元。一兩個組織正在考慮將它們放入汽車中,因為它們的價格是每千瓦時 100 美元,而且它們的尺寸和重量可能在適當?shù)臅r候正好符合要求。豐田的高級研究人員最近告訴我們,他們不會排除這種可能性。
例如,Nanoflowcell 一直在展示一款跑車(上圖),它表示將使用他們的液流電池。據(jù)說使用 48V 電池的純電動汽車的續(xù)航里程為 1,000 英里。
動力系統(tǒng)的設(shè)計趨勢表明,純電動汽車通常會朝著 800V 方向發(fā)展,以實現(xiàn)輕量化和高性能。Fpr 純電動汽車 48V 通常只在非常弱的占空比中看到,例如高爾夫球車和郵政送貨車。
液流電池技術(shù)還不成熟。從水庫中抽出液體在汽車中聽起來并不緊湊或可靠,但誰知道呢?關(guān)注此空間。
氧化還原液流電池通常具有非常低的能量密度,大約比最好的鋰離子電池低一個數(shù)量級。Nanoflowcell 旨在通過利用不可充電的化學物質(zhì)在汽車中引入氧化還原流動技術(shù)。
這些電池的使用壽命比鋰離子電池或其他化學物質(zhì)長得多,但是當它們達到使用壽命時,必須更換它們的內(nèi)容物。
氧化還原液流電池主要使用兩個電解液罐,其中裝有相互反應的液體。一旦它們的能量被消耗,這些液體就會被替換,用過的液體有望被回收利用。如果電解液、加油基礎(chǔ)設(shè)施和回收過程的綜合成本具有競爭力,Nanoflowcell 有望提供可在幾分鐘內(nèi)充電的純電動汽車。
氧化還原液流電解液非常便宜(水系電解液為 0.1 美元/千克),這意味著即使在美國,它們也將成為汽油的重要競爭對手。此外,氧化還原液流電池以其壽命長而聞名,許多公司已經(jīng)提供 20為他們的固定電池提供多年保修。
最終的目標是制造可充電液流電池,從而消除等式中的回收步驟,但在那之前,Nanoflowcell 的產(chǎn)品主張為純電動汽車提供了一個可行的橋梁。在這些缺點中,值得一提的是,液流電池不能提供大量電力,因此加速和再生制動可能仍需要小型超級電容器和/或鋰離子電池。