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如果電動(dòng)汽車(chē)廠商們果真如愿以償,這就是我們?cè)谀硞�(gè)時(shí)段都會(huì)置身于其中的未來(lái);汽車(chē)廠商們正不惜投入巨資,讓這一幕成為現(xiàn)實(shí)。問(wèn)題是,將小片地區(qū)的需求變成全國(guó)地區(qū)的需求有多容易?
在加州另一處,埃隆·馬斯克(Elon Musk)創(chuàng)辦的特斯拉汽車(chē)公司(Tesla Motors)最近提議計(jì)劃,在尚未披露的美國(guó)西南地區(qū)新建一家巨型電池工廠(具體廠址成了熱議話題)。這個(gè)所謂的“千兆工廠”預(yù)計(jì)造價(jià)高達(dá)50億美元,定于2020年生產(chǎn)的鋰離子電池可滿足50萬(wàn)輛汽車(chē)的需求——年產(chǎn)量超過(guò)2013年全球年產(chǎn)量。
可是一些人士認(rèn)為,等到這家工廠破土開(kāi)張,特斯拉的計(jì)劃到時(shí)似乎就過(guò)時(shí)了。IHS Automotive是領(lǐng)先的全球汽車(chē)業(yè)務(wù)情報(bào)提供商,該公司的高級(jí)規(guī)劃主管菲爾·戈特認(rèn)為 , 特斯拉的宏偉計(jì)劃“恐怕考慮欠周”。原因是,正在研發(fā)的新技術(shù)有望提供更出色的替代技術(shù),解決專家們所說(shuō)的電動(dòng)汽車(chē)面臨的最大阻礙因素之一。
電動(dòng)汽車(chē)面臨的這個(gè)問(wèn)題就是,電池又大又重；因而,安裝上去的電池?cái)?shù)量很有限。比如說(shuō),特斯拉 Model S 的鋰電池組平鋪在汽車(chē)地板上,大概長(zhǎng)2米、寬1.2米。在頂級(jí)配置車(chē)型中,鋰電池組提供大約300 英里(482 公里)的行駛里程,之后就需要插入充電樁充電。日產(chǎn)聆風(fēng)充一次電可以跑 80 英里(128 公里)左右。除此之外,充電過(guò)程比起只需加油要慢得多。
那么,如何才能生產(chǎn)出性能更好的電池?從最基本層面來(lái)說(shuō),電池含有正負(fù)極、隔板和電解質(zhì)。許多不同類型的材料可以用作電解質(zhì),不同的材料組合讓電池可以貯存不同數(shù)量的能量。不過(guò),要是材料發(fā)生變化,電池續(xù)航時(shí)間和安全特征也隨之變化,所以總是少不了折中辦法。鋰離子電池大行其道,但發(fā)生過(guò)鋰電池在飛機(jī)上短路起火的事件,因而攜帶受?chē)?yán)格限制。任何活性更強(qiáng)或不穩(wěn)定的電池都有安全隱患。不過(guò),如果設(shè)計(jì)出最佳的材料組合,有望獲得巨大回報(bào)。
在最近研究工作之前的數(shù)十年中,電池技術(shù)已得到了一系列改進(jìn)。
最先問(wèn)世的是鉛酸電池,這種電池今天仍然廣泛應(yīng)用于汽車(chē),它們個(gè)頭龐大。接著出現(xiàn)了鎳鎘(NiCad)電池,這種可充電電池由此開(kāi)啟了便攜式技術(shù)唱主角的新時(shí)代:筆記本電腦和手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備,還有我們小時(shí)候的遙控汽車(chē)。再后來(lái)出現(xiàn)了鎳氫(NiMH)電池,電池容量或能量密度大概翻了一番。現(xiàn)在,現(xiàn)代化的設(shè)備和電動(dòng)汽車(chē)普遍使用鋰離子(Li-ion)電池。
展望未來(lái),準(zhǔn)備迎接名字越來(lái)越復(fù)雜的電池技術(shù),比如鋰鎳錳鈷氧(LiNiMnCo)電池。這種材料的特性很復(fù)雜;眼下,研究人員致力于不僅搞清楚為何這些材料能工作,還要搞清楚如何工作——電子在材料中移動(dòng)的基本物理原理。
