固态电池

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  安·玛丽·沙斯特里希望去掉电动汽车的电池组中绝大部分不是用来储存能量的组件,例如冷却装置与电池组的其他辅助材料,在一个典型的锂离子为基础的蓄电系统中,整个电池的一半多都是这些东西。2007年,沙斯特里创办了Sakti3公司,专门研发不再需要大多数这些组件的固态电池。它们可以为有用的蓄电部分节省出更多的空间,其结果是让整个电池只有传统电池的三分之二那么大。
  为电池瘦身的一半同样也能让它的成本降低一半。因为电池是电动汽车中最为昂贵的部件(通常成本达到1万美元),固态电池将大大降低电动汽车的成本。相应的,汽车制造商能够在售价不变的情况下,让续航里程300公里的电动汽车多跑一倍的距离。
  众所周知电动汽车中使用的锂离子电池有技术局限性,沙斯特里说:“绝大部分液态电解质都易燃。”为了防止电解质燃烧起来便需要安全防护装置,而为了延长电极的寿命防止过热,电池必须进行降温,而且随时要防止过充或完全放电,这浪费了部分的蓄电能力。所有这些都增加了部件及成本。故此沙斯特里设想她能否让电池变得简单,而无需如此多的部件。
  沙斯特里的固态电池依然是基于锂离子技术,但是他们去掉了液态电解质,改用不会燃烧的薄层材料。固态电池也更可靠:其他一些研发者已经造出了可以承受数千次充放电循环的原型,而且可以承受高温,让电池的能量密度(给定容积内的能量大小)达到传统电池的两倍甚至三倍成为可能,对于传统锂电池这样高就太危险及不可靠了。
  为了让固态电池在生产上更加实用廉价,沙斯特里还编写了软件程序来设定材料与结构的不同组合,以找出结构紧凑、高能可靠的装置。她精确地模拟这些材料与组件,用计算来预测它们组成电池组的可能性,她同时还在研发租借给大生产商的生产工艺。“如果你的总体目标是改变人们的开车方式,你要考虑的就不仅仅是最高的能量密度或者充放电次数,”她说,“最终的标准是一个只有必备部件的产品的可接受度。”
  尽管固态电池投入市场还需要好几年时间,通用与其他主要的汽车生产商,例如丰田,已经将固态电池作为未来电动汽车的核心部件来看待。传统电池能提升的空间有限,通用投资的总裁约翰·洛克奈尔(Jon Lauckner)这样说,他们去年为Sakti3注资了300万美元。如果电动车只是比路面上一小部分汽车强,“有些根本性的东西需要改变。”他说。约翰相信Sakti3“在突破传统电池技术局限上干得很棒”。
  沙斯特里知道没有打包票的成功,她的领域在某种程度上是战场,为了下一代新汽车,有多种不同方法在竞争。“这一切都不是很清晰。”她说。
  ——凯文·布利斯
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