一种新的锂离子电池技术最终可能使这些设备足够便宜且足够耐用,从而将电动汽车从利基产品转变为大众市场交通工具。马萨诸塞州沃尔瑟姆市制造商 A123 Systems 公司 生产出一种电池,其功率提高了 20%,可在低至零下 30 摄氏度和高达 60 摄氏度的温度下工作,并且应该像目前的电池一样易于制造。
公司联合创始人、麻省理工学院材料科学家 蒋业明 说:“这种电池中没有‘稀有金属’。它并非基于非常昂贵的新化学物质。”
独立的科学家一直在仔细审查该公司的声明,并表示他们印象深刻。从该公司透露的少量细节来看,这种名为 Nanophosphate EXT 的新型电池似乎基于与其他 A123 电池完全相同的 磷酸锂铁化学物质,这些电池似乎无处不在,从电子产品到混合动力电动巴士,但性能有所提高。
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功率的提高和温度范围的扩大表明,A123 公司的科学家改进了电子和离子在电池系统中穿梭的方式。“离子和电子必须移动得更快,”阿贡国家实验室 能源存储倡议 的负责人化学家杰弗里·张伯伦解释说,他没有参与这项研究。反过来,这表明在以下三个位置之一进行了改进:电解质(电池中携带离子的部分);电解质和电极(集电板)之间的界面;电极本身;或以上所有位置。制造创新也可能有所贡献。尽管 Nanophosphate EXT 改进的具体细节仍不清楚,但 A123 确实拥有与新型电极和电解质材料以及电池结构相关的工作的 专利。“如果这是真的,那将是一项重大突破,”张伯伦补充道。
A123 的内部结果已由俄亥俄州立大学 汽车研究中心 独立验证。“我们认为这项卓越的技术只具有积极的特性,”俄亥俄州立大学机械工程师 Yann Guezennec 说,他领导了对新型电池的测试。A123 发言人丹·博尔加萨诺表示,这些特性包括充放电循环寿命至少是“目前在路上行驶的车辆中使用的”竞争对手的两倍,并且比现有的铅酸电池长 10 倍。
一个缺点是,A123 的磷酸铁技术每公斤仅提供约 160 瓦时的能量,能量密度低于 其他一些锂离子技术(更不用说汽油等液体燃料)。从好的方面来说,它不像某些锂电池那样容易起火。“磷酸铁的一大优点是其稳定性和安全性,”张伯伦说。“你在大自然中挖出的泥土中的东西往往非常稳定。”
而且电池的寿命长可能超过 能量密度方面的不足;即使在 2,000 次充电和放电后,它仍保持 90% 的容量。另一方面,目前电动汽车中的电池会随着时间的推移而衰减,这要求汽车制造商安装比必要尺寸更大的电池。此外,由于 A123 的新型电池具有较宽的温度范围,因此可以进行风冷而不是液冷,从而节省成本和重量。
话虽如此,A123 的新型电池可能首先在汽车中使用,而不是在纯电动汽车中,而是在 微型混合动力汽车 中使用,这种汽车在红灯时自动关闭,并在绿灯亮起时重新启动以节省燃料,由制动充电的电池供电。目前的铅酸电池可以胜任这项工作,但需要每隔几年更换一次,而 A123 的新型锂离子电池的使用寿命可能与汽车一样长。A123 的电池稍贵一些(每个电池大约贵 250 美元),但重量也轻一半,体积小 30%。博尔加萨诺表示,一家未具名的德国汽车制造商已承诺在即将推出的微型混合动力汽车中使用这些电池,该汽车将于 2013 年生产,A123 Systems 公司也希望作为传统汽车的起动电池进行竞争。
然而,汽车并不是唯一的应用。即将从 A123 在密歇根州的制造工厂大量生产的 20 安时电池可以为 电网提供备用电源,或为手机信号塔供电,这归功于它们的长寿命、小尺寸以及无需主动冷却系统。该公司计划于 2013 年开始销售这些电池。
首先,该公司将不得不生存下去,因为其财务报告显示,该公司正在耗尽现金储备并 报告巨额亏损,部分原因是电动汽车制造商 Fisker 的困境,后者采用了 A123 技术。由于 A123 不得不召回在其密歇根州利沃尼亚工厂生产的用于 Fisker Karma 的缺陷电池,这些困境更加复杂。“事实胜于雄辩,”张伯伦说。“我希望这是真的,我希望他们能在春天开始销售电池。”