來源(yuan)：  鄭岳久

       電(dian)(dian)動(dong)汽車正成(cheng)為普通家庭購(gou)車的選項之一(yi)，而續航問題是其擴大市場的一(yi)大短(duan)板。近期，德國汽車品(pin)牌保時捷(jie)公布(bu)了(le)一(yi)項研究成(cheng)果：功率(lv)高達450千(qian)瓦的超級充(chong)電(dian)(dian)樁，充(chong)電(dian)(dian)3分鐘可續航100公里，15分鐘即可充(chong)電(dian)(dian)80%。特斯拉也(ye)發布(bu)了(le)新一(yi)代超級充(chong)電(dian)(dian)樁，充(chong)電(dian)(dian)時間(jian)可縮短(duan)一(yi)半。這種(zhong)超級充(chong)電(dian)(dian)樁技(ji)術能否幫助電(dian)(dian)動(dong)汽車克服短(duan)板呢？

　　的(de)確，超(chao)充技術將有助于電動汽車的(de)長途(tu)出行，但尚不(bu)能徹底解(jie)決(jue)續航(hang)短(duan)、充電不(bu)便的(de)問題。

　　與體積小巧的(de)慢速(su)充(chong)(chong)(chong)電(dian)樁相比(bi)，超(chao)級(ji)充(chong)(chong)(chong)電(dian)樁對供電(dian)線路要求高(gao)、占地面積大，無法安裝在(zai)普通車(che)位(wei)上。考(kao)慮到建(jian)設與運(yun)營成本，超(chao)級(ji)充(chong)(chong)(chong)電(dian)樁多見于城市(shi)郊區、高(gao)速(su)路沿途。相關研究(jiu)結果(guo)顯(xian)示(shi)，普通消費者(zhe)用車(che)場景90%以上為市(shi)內短途出(chu)行(xing)，長途出(chu)行(xing)不到10%。因此，為住宅區、辦公區與商業區的(de)車(che)位(wei)普及慢速(su)充(chong)(chong)(chong)電(dian)樁，比(bi)建(jian)設超(chao)級(ji)充(chong)(chong)(chong)電(dian)樁更加務(wu)實。

　　此(ci)外(wai)，超(chao)充(chong)(chong)(chong)技術的(de)實現，不僅需(xu)要(yao)建設強大的(de)充(chong)(chong)(chong)電樁，也對鋰電池性(xing)(xing)能提出(chu)了(le)更高(gao)要(yao)求。在高(gao)達(da)數(shu)百千瓦的(de)充(chong)(chong)(chong)電功率(lv)下，電池可能出(chu)現壽命衰(shuai)減問題，甚至安(an)全風險。因此(ci)，為(wei)了(le)與當前鋰電池性(xing)(xing)能匹配，實際應用的(de)充(chong)(chong)(chong)電樁功率(lv)要(yao)比(bi)預期(qi)低(di)很多(duo)。目前，充(chong)(chong)(chong)電基礎(chu)設施的(de)建設目標是“夜間慢(man)充(chong)(chong)(chong)為(wei)主(zhu)，日間快充(chong)(chong)(chong)為(wei)輔”。超(chao)級快充(chong)(chong)(chong)的(de)普及尚需(xu)時日。

　　如果說基礎(chu)設(she)施決定了補充續(xu)(xu)航里(li)(li)程的(de)(de)便(bian)利(li)性(xing)，那么鋰電(dian)池(chi)本(ben)身(shen)則直接影響續(xu)(xu)航里(li)(li)程的(de)(de)長(chang)短。對傳(chuan)統燃油車(che)來說，想要實現續(xu)(xu)航里(li)(li)程增(zeng)加(jia)一(yi)(yi)倍，只需將油箱相(xiang)應擴(kuo)大一(yi)(yi)倍，基本(ben)不會增(zeng)加(jia)整車(che)成本(ben)。這一(yi)(yi)招對電(dian)動汽車(che)不管用。一(yi)(yi)方面，電(dian)池(chi)價格不菲，增(zeng)加(jia)電(dian)池(chi)會顯(xian)(xian)著增(zeng)加(jia)購車(che)成本(ben)；另一(yi)(yi)方面，電(dian)池(chi)的(de)(de)能量(liang)密(mi)度很低，增(zeng)加(jia)電(dian)池(chi)容量(liang)會顯(xian)(xian)著增(zeng)加(jia)車(che)重，從(cong)而降低續(xu)(xu)航里(li)(li)程。

　　隨著(zhu)技術(shu)(shu)提高和生產(chan)規模擴大(da)，鋰(li)(li)電池(chi)成本會逐步降低(di)，而能(neng)量(liang)密度(du)就成了主(zhu)要難(nan)題。目前(qian)電動汽車(che)的鋰(li)(li)離子(zi)電池(chi)主(zhu)要分(fen)為磷酸鐵鋰(li)(li)與三元(yuan)鋰(li)(li)兩種。前(qian)者(zhe)能(neng)量(liang)密度(du)較低(di)，主(zhu)攻低(di)成本與高安全(quan)性(xing)(xing)，應(ying)用(yong)在空(kong)間較為寬(kuan)松的大(da)客(ke)車(che)上；后者(zhe)能(neng)量(liang)密度(du)較高，主(zhu)攻高能(neng)量(liang)密度(du)，應(ying)用(yong)在布局緊湊的轎車(che)與SUV上。所(suo)謂三元(yuan)鋰(li)(li)，一般是(shi)指(zhi)電池(chi)的正極(ji)由鎳鈷(gu)錳三種元(yuan)素組(zu)成，調節(jie)三種元(yuan)素的比(bi)例可以實現更高的能(neng)量(liang)密度(du)。研究發現，能(neng)量(liang)密度(du)越高的元(yuan)素配(pei)比(bi)，穩定性(xing)(xing)、安全(quan)性(xing)(xing)一般也越差，這使得三元(yuan)鋰(li)(li)電池(chi)的技術(shu)(shu)前(qian)路(lu)困難(nan)重(zhong)重(zhong)。

　　新(xin)能源(yuan)的(de)(de)發展(zhan)不是一帆風(feng)順的(de)(de)。多(duo)年(nian)來，風(feng)能、太陽能等產業(ye)(ye)發展(zhan)歷(li)經起(qi)伏。其中的(de)(de)技(ji)術(shu)瓶(ping)頸(jing)、產業(ye)(ye)化掣肘等問題，仍(reng)(reng)有賴于(yu)人們共同努力(li)去解決(jue)。電(dian)(dian)動(dong)汽車(che)的(de)(de)發展(zhan)也面臨(lin)類似(si)挑戰。目前，世界各國的(de)(de)研發機構(gou)一方(fang)面盡可(ke)(ke)能研究鋰(li)離子電(dian)(dian)池(chi)的(de)(de)極限，另一方(fang)面開(kai)始探索下一代(dai)鋰(li)電(dian)(dian)池(chi)，例如鋰(li)空氣(qi)電(dian)(dian)池(chi)、鋰(li)硫電(dian)(dian)池(chi)等。其中，固態鋰(li)電(dian)(dian)池(chi)被寄予厚望。不過，下一代(dai)鋰(li)電(dian)(dian)池(chi)的(de)(de)量(liang)產樂(le)觀估計(ji)仍(reng)(reng)需(xu)(xu)5—10年(nian)。在這種情(qing)況下，汽車(che)行業(ye)(ye)開(kai)始重視氫燃料電(dian)(dian)池(chi)技(ji)術(shu)。雖然這一技(ji)術(shu)的(de)(de)完善可(ke)(ke)能需(xu)(xu)要(yao)更大的(de)(de)投入，但可(ke)(ke)以避開(kai)鋰(li)電(dian)(dian)池(chi)的(de)(de)能量(liang)密度(du)限制(zhi)，為解決(jue)電(dian)(dian)動(dong)汽車(che)的(de)(de)電(dian)(dian)池(chi)難題提供了新(xin)思(si)路。

　　（作(zuo)者(zhe)為上海理工大學機械學院副(fu)教(jiao)授）