探索多種途徑改進電動車電池技術(shù)

　　特斯拉Model S是電動汽車界的新寵兒，不過最近它經(jīng)歷了連續(xù)三起起火事件(包括60千瓦時和85千瓦時兩種電池版本的車型)，目前起火詳細原因還在調(diào)查中。

　　得益于全新的技術(shù)與輕量化材料的應(yīng)用，Model S中的電池組讓其從0-60英里/時加速耗時僅需4.4秒。也由于這些材料活躍性質(zhì)，車中的鋰電池需要擁有完備的保護措施。該車中的鋰電池組重500磅，它位于車輛的底盤，與輪距同寬，長度略短于軸距。電池組的實際物理尺寸是長2.7米，寬1.5米，厚度為0.1米-0.18米。其中0.18米較厚的部分是由于2個電池模塊疊加造成的。這個物理尺寸指的是電池組整體的大小，包括上下、左右、前后的包裹面板。這個電池組的結(jié)構(gòu)是一個通用設(shè)計，除了18650型號電池外，其他符合條件的電池也可以安裝。此外，電池組采用密封設(shè)計，與空氣隔絕，大部分用料為鋁或鋁合金?？梢哉f，電池不僅是一個能源中心，同時也是Model S底盤的一部分，其堅固的外殼能對車輛起到很好的支撐作用。

　　但即便如此其仍然發(fā)生了起火，這也是為何研究者需要加快對新一代電動車電池技術(shù)研發(fā)進程的原因。

　　今年夏季，美國能源部的高級研究項目署APRA-E投資3600萬美元，幫助研究者開發(fā)下一代電池設(shè)計打下堅實基礎(chǔ)。其中包括22個技術(shù)項目，目標無一例外都是讓電動車變得更高效、成本更低。

　　鎳氫電池從混動車到純電動車

　　巴斯夫的一位化學工程師Michael Fetcenko是眾多電池研究者中的一個，在APRA-E的資助下，試圖將原本用于混動汽車中的鎳鋅電池電池技術(shù)擴展應(yīng)用到純電動車中。

　　一般來說，鎳氫電池的能量密度在1千瓦時/千克。而若要將其應(yīng)用于純電動車中，巴斯夫必須將鎳氫電池的能量密度提升到30-50千瓦時/千克。此項應(yīng)用成功與否的關(guān)鍵在于能否將鎳氫電池的能量密度增大到要求值，并降低成本。

　　實現(xiàn)這一目標的一種可能途徑是替換掉電池中所需的稀土元素。稀土元素是一個統(tǒng)稱，該組元素共有17種，稱為稀土元素的原因并不是因為其儲量少，而是由于其主要存在于礦山中，開發(fā)過程中將耗費大量成本。傳統(tǒng)的鎳氫電池中，超過50%的能量由稀土元素反應(yīng)生成。不過這類元素的儲存性能較差。

　　為了解決這一問題，巴斯夫嘗試采用低成本金屬氫化物合金。Fetcenko教授認為，這種材料能夠提升鎳氫電池的化學性能，并讓其成本降低。不過對于純電動汽車來說，光改進鎳氫電池的化學性能不足以使其代替鋰電池，因為鋰電池還擁有一個至關(guān)重要的特性——重量輕，或者說密度小。

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