谈电动汽车续航里程：电池能量密度与安全性的较量

　　日前，中国汽车工程学会在发布的《节能与新能源汽车技术路线图》中指出：2020年我国新能源汽车销量需超过汽车总销量的7%，2025年要超过15%，2030年则需超过40%。

　　从市场现状看，这个目标是合理而艰巨的。中国乘联会发布的数据显示，2016年前三季度，我国累计广义乘用车销量为1644.69万辆，同比增长14.6%，其中新能源乘用车累计销量为21万辆，同比增长122%。对于整个汽车市场来说，电动汽车占据的份额并不多，不过增速明显。在环保理念和政策利好的双重影响下，电动汽车的身影时常可见。那么，如果刚好是一名电动汽车车主或准车主，你最关心的问题是什么？

　　有人认为是价格，电动汽车动辄数十万，售价太高;有人表示是续航里程，里程短容易引发“焦虑”;有人觉得是充电问题，桩车比例失调，充电比较难;还有人担心电动汽车不安全，凡此种种，不一而是。其实这些问题归结起来，都与电池有关系。作为电动汽车最核心的零部件，动力电池的成本不菲，电池的性能也影响着电动汽车的综合表现。那么电动汽车的续航里程与安全性能究竟如何取得平衡呢？简单梳理一下，不难发现，这几乎就是一个“死循环”。

　　

　　一、电动汽车的续航里程不足，为什么不足呢？其中一个原因是车用动力锂电池的成本非常高，有些可以占到整车的一半以上，按照1瓦时1.2元的笼统算法，一个57kWh的电池组成本造价十分高。如果追求续航里程，那么势必要准备好钞票，市面上不乏特斯拉Model S、比亚迪E6等300km以上续航里程的车型。

　　二、如果你买到了这辆续航满意的电动汽车，可以高枕无忧了吗？等等，还有电池安全问题在等着你。这些年来，电动汽车的火灾事故频发，媒体的大肆报道让消费者都心生惧意。即便并不全都是电池的原因，但续航长意味着搭载的电池多，这也意味着事故发生的可能性大大提高。

　　极端一点的二选一，你是要续航里程还是要安全？毫无疑问，大家势必都会选择安全。作为交通工具，安全性是汽车最重要的指标之一。但是在锂电池技术没有突破的现在，如果消费者希望获得便宜的、续航足够长的、安全性高的电动汽车，几乎是不可能的。

　　就像高收益的背后是极低的稳定性，电池的能量密度与安全性几乎背道而行。近日，三星Note7的消息漫天飞舞，曲面屏碎成了渣。虽然至今无法断言该机爆炸的原因，但大众的眼光都聚焦在电池安全性上，夫不见十月发布的国产机斗艳，都会提到电池吗？

　　目前，电动汽车上装载的动力电池主要有两种：三元锂电池和磷酸铁锂电池。有专家认为，前者能量密度高，稳定性较差，发生事故的可能性较高，江淮 iev6因为这种电池，9月销量以个位数惨淡收场。磷酸铁锂电池的安全性则是业界公认的，但输在能量密度确实有限，最后成组大概只有110Wh/kg。那么，有没有一种电池能兼顾能量密度和安全性的呢？

　　有的，全固态锂电池可以被大众考虑。

　　中国工程院陈立泉院士曾经说过：“下一代锂电池应是全固态锂电池，如果现在还不布局全固态锂电池，将会错失发展时机。”

　　全固态锂电池之所以称为“全固态”是因为其电极和电解液都是固态的。全固态电池有一个很突出的优点，安全性比液态锂电池要高许多，不易发生爆炸，而且其功率重量比较高，可以有效地缩小体积，所以业内认为它是电动汽车理想的动力来源之一。

　　除安全性较传统锂电池优越外，全固态锂电池还有一个很大的优势，就是充放电循环寿命很长，最长可达45000次，并保存95%的初始容量，这点让其它种类电池望尘莫及。

　　这么牛的电池为何不能商用呢？目前瓶颈主要存在如下：

　　1、室温电导率普遍较低（<10-3S/cm），电池倍率充放电性能较差;

　　2、固态电解质/电极间界面阻抗大，界面相容性较差，界面锂离子电导率较低，固态电解质在充放电过程中体积膨胀和收缩，导致界面容易分离;

　　3、低温性能仍然有待进一步提高;

　　4、有待设计和构建与固态电解质相匹配的电极，研究和开发出适合于固态电解质的锂离子电池体系。

　　我们都知道，锂离子电池的研究属于高难度的尖端科研工作，自上世界90年代初至今，大小研发不断，但是都没有触及到根本。虽然有很多电池正在被研发，但不能商用约等于没有存在意义。且不论这些电池是否还停留在实验室阶段，即使能实现商用，价格在短期内也必是不低，消费者不一定会买单。难道这些电池都不行了，我们要转而接受燃料电池吗？

　　什么是燃料电池（一般指氢燃料电池）呢？氢燃料电池是使用氢化学元素，制造成储存能量的电池。其基本原理是电解水的逆反应，把氢和氧分别供给阴极和阳极，氢通过阴极向外扩散和电解质发生反应后，放出电子通过外部的负载到达阳极。国家似乎有志于发展燃料电池汽车，而且笔者采访过的业内人士也表示，许多企业正在秘密研发燃料电池。在该领域，日韩企业具有明显的优势，新款的丰田MIRAI燃料电池车的续航里程据称有483km。如果国家真想实现“弯道超车”的想法，发展燃料电池或许会追得较吃力。

　　思来想去，新能源汽车发展的技术瓶颈很大一部分存在于电池身上。哪天电池技术的问题能够解决了，那不止电动汽车市场，整个世界都将焕然一新。