刚开始使用新电池

刚开始使用新电池

在中国销售的所有新车中，有三分之一已经配备了插头，这意味着它们是纯电动或混合动力车型。趋势正在急剧上升。在欧洲，正在尽一切政治努力将电动汽车推向市场。内燃机被计算在内。尽管电动汽车的零部件数量明显减少，但仍存在一些关键的差异化特征。对于内燃机来说，问题是柴油还是汽油，而对于电动汽车来说，问题是机身采用哪种电池技术。目前锂离子电池占据主导地位。但其他技术正在尝试介入，特别是钠离子电池和磷酸铁锂电池。通常情况下，目前没有一种电池技术可以做到一切：高能量密度、高充电电流、高循环稳定性、阻燃性，并且所有这些都以最低的价格、100％的回收率和易于获得的原材料。如果所有这些都结合在一项技术中，电动汽车将不再受到任何批评。但事实是：每种电池技术都有其特定的优点和缺点。必须仔细权衡这些因素，以便能够为各自的应用选择最佳的技术。然而，电动汽车存在着巨大的相互冲突的目标：一方面，续航里程应该尽可能长，但汽车应该便宜，适合大众购买。从今天起，这是不可能的！但如果你将目标转向一个方向或另一个方向，替代电池技术已经可以提供令人兴奋的优势。

经验法则是：电池越大，续航里程越长。而且：价格越高。为什么锂离子电池目前拥有如此主导地位？我们请教了研究员 Marcus Jahn，他是奥地利理工学院 (AIT) 电池技术能力部门的负责人，也是各种电池技术的真正专家。 “自 20 世纪 90 年代初以来，我们就了解目前使用的锂离子技术。然而，我们现在已经能够使电池的性能显着增强。尽管如此，我们使用这种类型的电池已经接近物理极限。我们不能再指望这里有任何重大飞跃。”锂离子电池具有一些不可否认的优势：它们提供高功率密度，具有约 1,000 次充电周期的稳定使用寿命，并且制造起来相当安全。缺点：低温不是你的朋友，目前回收仍然非常昂贵 - 因为它很复杂 - 最重要的是它们使用镍、锰和钴等稀有材料。更不用说锂开采污染非常严重，而且大多数矿藏都在南美和澳大利亚，这也带来了“地缘政治依赖”——研究员扬没有描述这一点。

如果电池变得更便宜，那么整个电动汽车就会变得更便宜。因此，人们正在对替代方案进行深入研究。目前有两种技术可能从某些角度与锂离子电池竞争：磷酸铁​​锂电池（简称LFP）或钠离子电池。两种变体都有特定的优点和缺点。福特已经在某些车型中使用 LFP 电池，因为根据制造商的说法，它的价格优势约为 15%。其他优点：循环稳定性高，对温度不太敏感，不需要稀有原材料，几乎100%可回收，只有电解液需要处理。这意味着磷酸铁锂电池可以让电动汽车的启动变得更加经济实惠。缺点：能量密度较低，因此与锂离子电池相同的续航里程需要更多的电池。这会再次增加重量，同时也会增加价格。然而，如果这项技术用于不必达到最大行驶里程的车辆，它会提供明显的成本和环境优势。研究人员 Marcus Jahn 认为能量密度差异约为 20%。研究人员表示：“这里的目标不应该是将锂离子电池 1:1 替换为 LFP 电池，而是如果正确使用，如果相应选择了预期用途，该技术可以成为一种具有成本效益的替代方案。”

钠离子电池目前在中国名声大噪，并且越来越受欢迎。 AIT研究员Marcus Jahn也证明了这些电池的非常积极的特性：“钠离子电池已经被深入研究了大约七年。该技术最初是用于固定运行，因为它每千瓦时的成本颇具吸引力。其他优点：钠在全球范围内很容易获得，从而降低了成本。此外，这些电池的制造方式与锂离子电池完全相同，甚至在同一条生产线上。实际上，只有锂被钠取代。”但一方面，这种电池还需要除锂之外的稀有原材料，并且无法在同一回收过程中与锂集成。但症结不同：能量密度较低，锂电池缺少约四分之一的能量。意思是：价格优势再次以牺牲范围为代价买入。但电池研究员 Marcus Jahn 试图解释为什么这项技术仍然具有潜力：“我们不能忘记，现在和未来对电动汽车的需求将会显着增加。因此，你很快就需要大量电池，而且并不是每个电动汽车用户都需要 700 公里的续航里程。在这里，钠离子电池可以成为续航里程、可用性和价格之间的良好折衷方案。”在采访结束时，我们询问研究人员，在未来五年的中期，我们将使用哪种类型的电池。答案是：“到那时锂离子电池将占据主导地位。”但根据目前的研究状况，接下来会发生什么仍然是一个悬而未决的问题。

锂离子

+ 高能量密度

+ 固体循环稳定性

+ 广泛研究

- 昂贵的

– 资源密集型生产

– 复杂的回收

磷酸铁锂

+ 更便宜

+ 非常高的循环稳定性

+ 对温度不太敏感

– 较低的能量密度

钠离子

+ 钠含量丰富且易于获取

+ 因此更便宜

+ 可在锂离子生产线上生产

– 较低的能量密度

– 直至锂，其生产同样需要资源密集型

– 复杂的回收