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科技在发展进步,固态电池作为电池技术领域的一项重大突破,正逐渐从研发走向量产阶段。
即便现在油车对比电车仍旧略胜一筹,社会上对于电车未来仍旧具有巨大的期待。
甚至有人提出观点:固态电池的量产会让油车的销售额在一夜之间全盘崩溃。
大家这么说的底气在哪里?油车有什么弊端?为什么说固态电池的出现让电车如虎添翼?
油车的劣势
石油是不可再生资源,开采和使用的进一步发展让储量不断减少,油价波动频繁,成为一项不可控因素。
长期来看,油车的使用成本会因为能源稀缺而不断上升,以普通家用车为例,百公里油耗按7-8升计算,每升油价格在7-8元左右,每百公里油费就达50-60元。
而新能源汽车使用电能,一方面清洁环保,更重要的是成本相对稳定低廉。
在低谷时段充电,电费的成本更低,按每度电0.3-0.5元计算,新能源汽车百公里电耗15-20度,百公里电费仅需5-10元。
不仅如此,新能源汽车在使用过程中对环境更加友好,有助于减少碳排放,符合可持续发展理念,与各国推出的政策相契合。
城市拥堵也能看出油车的劣势,油车在此种路况下,油耗会显著增加,频繁的启停导致燃油的浪费。
而新能源汽车在拥堵时段电机能耗相对稳定,不会因为路况变化而大幅增加能耗。
新能源汽车的能量转换效率高,电能转化为动力的效率一般在80%-90%。
而燃油车的能量转换效率仅为20%-30%,这意味着油车消耗更多的能源才能产生相同的动力。
油车发动机结构复杂,包含众多零部件,活塞、曲轴、气门等等都是重要的零部件,需要定期更换机油、机滤、空气滤清器。
还需要定期进行发动机维护调校,保养周期短但费用高。
相比之下,新能源汽车没有复杂的发动机和传动系统,保养周期较长,费用低。
智能化这一方面,油车依旧充满劣势,它的智能化升级慢,是由于传统机械结构和电气系统的限制。
很难像新能源汽车那样快速集成、应用最新的智能技术。
固态电池带来的竞争力
电池是电车的核心技术,目前市面上大部分电车都是以液态锂电池为主。
固态电池还在发展中,即便如此,大家已经深深理解到固态电池的强烈优势。
固态电池有更高的能量密度,相比传统的液态锂离子电池,它能在相同体积或者相同重量下存储更多的电能。
这意味着电车可以搭载更小体积、更轻重量的电池,却能实现更长的续航里程。
目前一些固态电池的能量密度已经突破了700wh/kg,而传统液态锂电池却大多在180wh/kg以下。
这样一来,用户的里程焦虑大大减少,电车在长途出行方面甚至可以媲美油车的续航能力。
除了放电量大,固态电池的充电速度更快。
一方面,固态电解质的离子电导率高,更高效地传输离子不是问题,电池在充电过程中能够更快地接收电能。
另一方面,固态电池可以承受更高的充电功率,不会像液态锂电池那样在高功率充电时面临设备过热之类的安全问题。
这两方面相结合,让电车的充电时间大幅缩短,从原来的几个小时缩短到几十分钟甚至更短,完全可以和油车竞争。
传统液态锂电池的电解质是易燃的有机溶剂,在电池受到碰撞的情况下,容易发生泄漏、燃烧甚至爆炸这类的安全事故。
而固态电池采用固态电解质,不含有易燃的有机溶剂,不可燃、无泄漏的特性明显,这就降低了电池起火爆炸的风险。
除此之外,固态电池能够承受更多的充放电循环次数,固态电解质和电极材料的结构稳定,在充放电过程中能降低电池的衰减损坏。
相比传统液态锂电池通常1000-2000次左右的循环寿命,固态电池的循环寿命可以达到几倍甚至更多。
假如固态电池普及,就能迅速提升用户的便捷性,还能再次降低电车用户的成本,成为打败油车的更大优势。
固态电池量产
固态电池在电车上的应用发展迅速,日本丰田公司从20世纪90年代开始研发固态电池,2010年就推出了硫化物固态电池。
2011年,法国博洛雷集团利用自主开发的电动汽车和电动巴士在法国巴黎及其郊外提供汽车共享服务,累计投入3000辆搭载30千瓦时固态电池的电动汽车。
直到2014年,丰田样品电池能量密度达到400wh/kg,2020年全固态电池装车并在测试路段进行试运行。
今年4月,我国固态电池的发展有重大突破。
重庆太蓝新能源公司成功研发并制造出全球首款符合车规标准的全固态锂金属电池,单体容量达到了创纪录的120Ah。
经过实测,这个固态电池能量密度高达720wh/kg,一举刷新了体积型锂电池在单体容量以及能量密度方面的全球纪录。
截止目前, 大部分厂商计划在2027年左右实现全固态电池的量产。
中信证券报告指出,从2024年起,固态电池相关材料的生产商将依托于各电池厂商的中试产线开始批量供货,同时兑现业绩。
也有部分企业有自己的具体规划,广汽集团表示自主研发的全固态电池技术将于2026年量产搭载于广汽昊铂高端车型。
而鹏辉能源也有自己的计划,要在2025、2026这两年间实现固态电池的量产。
结语
为了应对气候变化和环境污染问题,各国政府纷纷出台了一系列政策鼓励电车,这些政策的支持就让电车市场迅速发展,市场份额不断扩大。
假如几年后固态电池量产,电车竞争力能进一步发展,油车无处售卖的情况也许会在未来上演。
参考文献:
证券时报网:【汽车行业:坚定看好中国汽车发展 智能化再创奇迹】https://m.10jqka.com.cn/20240919/c661787511.shtml
中国青年网:【盘点固态电池产业发展现状——中国青年网】https://t.m.youth.cn/transfer/index/url/auto.youth.cn/xw/202409/t20240917_15523902.htm
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