鉅大LARGE | 點擊量：1382次 | 2020年07月31日
制約新能源汽車發展有什么瓶頸
說說新能源汽車吧，主要是潑潑冷水。一提到新能源汽車，媒體夸贊著，國家扶持著，資金追捧著。在戰略上講，新能源汽車確實給了我國汽車行業彎道超車的可能性，這一下又都哭著喊著要造新能源汽車了，前腳FF起死回生，后面蔚來汽車美國上市，一夜之間好像誰都能造車，傳統車廠當然不甘示弱，也紛紛推出自己的新能源計劃……但這里面真正踏踏實實規劃戰略，研究未來新能源汽車的發展方向，推動技術進步和人類發展的，恐怕少之又少，因此筆者在自己知識儲備相當有限的情況下，依然決定站出來杠一下。目前新能源主要三種實現形式，第一種是純電動車，說是大號的四驅車沒毛病；第二種是混合動力，就是又有電機又有發動機，最具代表性的是豐田他家的雙擎，不需要插管，用汽油跑的時候會自動給電池充電，不像國內某些車型，電池只夠跑個60KM還硬要安裝雞肋充電樁，買這車的沒人充電，都是沖著魔都牌照去的；第三種是燃料電池，目前主要是氫燃料，技術上最成熟的還是豐田。
上面這三種技術，混合動力不多講了，早晚要被取代。純電動是絕對主流，氫燃料是未來，因為它才是真正的零污染零排放，但是氫燃料技術太不好實現，基礎建設（加氫站）又特別昂貴，很少人愿意做，投入回報比太低（還好目前國家政策較為扶持），所以我們重點討論一下純電動車。
純電動車使用的基本是鋰離子電池（主流三元鋰電），采用充電儲能的方式實現驅動，跟大家用的手機電池其實差不多，所以很容易會出現下面的問題，嚴重制約著新能源汽車的發展：
一、電池的容量和衰減問題。
這是最大最嚴重的問題，也是各家車場極力避而不談的問題。我們用手機的時候都會有這兩種感觸，一是天天充電，二是電池越來越不抗用，這兩種遭遇同樣適用于純電動車。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
第一就是電池的容量問題，受制于目前的技術，再先進的手機電池也就夠你用1-2天，筆者估計20年內難有技術突破，純電動車的電池就是大號的手機電池，目前的解決方案都是從電池管理程序上下手，讓電量分配的更合理，就是想方設法省著用，為什么人類這么智慧，卻連一個小小的電池就整不明白？我們費點時間說一下這個問題。電池的原理，所有電池都是在“氧化還原反應”這個原理下誕生的，誰被氧化還原了？電子。電子是個非常喜歡劃水的小伙伴，當外部電路接通后，它就從電池的還原劑（負極）出發，繞電路劃一圈到氧化劑（正極），通過中間的電解質回去，被還原以后再出去劃，而它在劃水的同時，順便就做做功，點亮手電筒，啟動手機，驅動汽車什么的。充電電池也是這個原理，不同的是充電電池的負極會放一定量的石墨，因為石墨有很多的孔，充電產生的電子會躲進孔里待著，放電的時候再跑出來。
那么讀到這里大家就會發現，決定電池容量的大小，關鍵就是他能放多少電子進去（能量密度）。這就是為手機汽車電池要用鋰電池，因為鋰原子是金屬里面體積最小的，劃水最好的，也是最活潑又穩定的了（想想它在元素周期表的位置），沒有更好的選擇了，一塊電池能放進去多少鋰原子是無法改變的了。
那怎么辦呢，就從其他的方面下手嘍，也就是正極負極電解質和外殼等的材料，但其實電池技術發展了100多年，能試的材料基本都試過了，需要考慮的因素太多，比如為了電子能有序的劃水，這些都會擠占空間，更重要的還有安全因素。有同學說，現在技術那么發達，可以做納米級的材料，隨便搞個穩定的分子結構，比如科學家們天天喊的石墨烯，不能解決么？至少現在不能，你知道1克石墨烯幾千塊錢嗎，做電池鬼能用得起？實驗室里的結果再好，人類有生之年也不一定能用上。所以，目前充電電池里的所有材料，基本就是極限，已經很牛逼了，就這樣，電池里面的輔助材料還是占了整個電池一半的重量，電池的容量很難有大發展了，只能在現有技術上微調。這是個很難接受的悲觀結論，盼望被科學家打臉！
第二衰減的問題很好解釋，用手機都知道電池越用容量越小，簡單的講，就是在電池內部不斷的化學反應中，材料被損耗了，逐漸的遲鈍了，這個過程是不可逆的。現在市面上的鋰電池都會有一個充放電次數的說明，就是說這個問題，如果循環完全充放電在一定次數之后，就必須換電池了。
目前主流民用的三元鋰電，循環次數500多，這還不算風吹雨淋高溫低溫等環境帶來的衰減。大家自己算一下多久需要換電池吧，目前新能源汽車電池成本在40-50%，換一次電池基本就是半個車的價錢，你會不會欲哭無淚？另一種磷酸鐵鋰電池號稱單個循環2000次，但是其電壓和容量都低于三元鋰電，真正組成電池組的循環次數還不好說。誠然電池成本是在下降，但即使假設能下降一半，不算車的折舊，同學自己思考一下到底值不值
二、環保問題。
這個算是老生常談了吧，雖然電動車單個看是非常環保的，但發電是會帶來污染的，我國目前主要的發電手段還是生物燃料，好那么就當你至少在開車的路上環保了。那么還有電池回收的問題呢，這個大家都懂，回收處理不及時就會造成嚴重污染，好在國家早就把這個問題安排的明明白白，但是現在大家都忙著造車掙錢，第一批純電動車還沒到要回收電池的時候，希望到時在執行層面不會讓大家失望吧。
三、安全性問題。
這個之前已經有明示，就是特斯拉發生了兩起火災，還有國家最近不讓電動公交車使用三元鋰電了，其實就是考慮的安全性問題，但是三元鋰電在民用層面大力發展是不可避免的，這東西目前是比較容易著火的，希望以后的技術進步能推進安全進步了。
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