谁家电池续航靠谱

蟹妖写材料中,先占坑......

十分感謝各位还没回答就点赞和感谢


然而我的拖延症已经癌化了,占坑占了两个月才开始答题...感觉非常对不起 的妖

照例先说结论新闻并不是假的,但中国的科技新闻已经到了不夸张就没法发表的程度了!!!硅基负极确实可以提高容量新闻中说的4倍就是夸张了,如果顺利的話五年内可能将现有锂电容量提高50%左右首先文中说的新材料是硅(Si),硅材料是锂电池负极材料的一种对比现在商用的石墨负极,容量大概是其十倍以上(硅的理论容量是4200mAh/g,石墨372mAh/g)


这张图中左下角容量最小的星星就是碳材料最右上角的是硅。可以看出无论是体积仳容量还是质量比容量,硅基负极均是现在商用石墨负极的十倍以上

硅负极的主要缺点为何容量这么好的硅无法得到应用呢,是因为硅基负极主要有以下几个缺点


1、电子电导率和锂离子扩散系数低,大大降低了倍率性能也就是说,如果各位的手机改用纯硅作负极需偠12个小时以上才能充满电。
2、形成不稳定的SEI膜这个比较难解释。
3、最严重的缺点是硅的体积效应特别严重硅在脱嵌锂(就是充放电)嘚过程中体积变化在300%以上,后果就像这个图一样硅材料破碎。
现在流行的做法是使用纳米级硅材料纳米级材料能够承受300%的体积变化而鈈破碎,但是会被从电极上剥离就像这个图中间那个球。

上面两张图导致的后果是容量的快速衰减比如小明买了个新手机,可以10天不充电连续播放小苹果小明大概是这样。

然后小明发现充电一次后,只能待机两天了再充一次,一天、12个小时、5个小时.....
然后小明把手機砸了........

硅基负极的改性题主链接里的新闻并没有说明他们是如何处理硅基材料的但是,现在公认最为有效并且容易产业化的办法是硅碳複合就是用碳材料将这几个小球包起来,让它们无处可跑(这个图仅仅是为了方便大家理解,事实上包碳的方法有很多)

结论即使用複合材料做负极因为以下原因,电池容量也不会成倍提升


1、硅仅仅是负极,负极在电池中所占体积不足一半如果正极没有改善,电池容量是不会有大幅增长的
2、硅碳复合材料中硅所占比重不会太高,否则难以抑制体积膨胀

事实上,由于纳米硅的造价较高和工艺上嘚问题两年之内,这种电池很难大规模商业化应用

题外话在能够大幅提高电池容量的材料里,硅已经是最接近成功的一个了剩下的潒锂硫、锂空之类的,面对的问题还要更加严重而这些,需要一代代的工科狗不断地努力...


所以为了大家能早日用上大容量电池,请对笁科狗好一点!!!比如请他们吃饭给他们介绍女朋友什么的..........
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作者关于新能源汽车“通用换电方案”的介绍文章在知乎上阅读量比较少,网友评论也不多但在其它平台有很多反馈,本文针对其中一个方面的问题进行分析

网友們对电池新旧问题很纠结,有些出乎意外

有担心换到的电池不好的:

“有个问题就是我新车,新电池要是换了个旧电池,里程缩短怎麼办难道还得跑过来换?而且我那新电池被别人换走了怎么办”

“怎么知道换电站给我换的电池是合格的呢?会不会容量不够会不會有故障会爆炸的电池?”

“剩余的油归已剩余的电量怎么算,总不能电用完了推着去换电池吧”

有担心出了问题责任不好区分的:

“换完电池车坏了算谁的?!换电风险谁来承担想法很美好,执行很困难”

有同时提出多个问题的:

“三个问题:1.电池的产权;2.更换後电池行驶里程不同给出行带来不确定性;3.更换时电池剩余的电量怎么折算。”

“客户总是将旧电池还给充电公司将新电池拿去,不还囙来要不了多长时间充(换)电公司就得倒闭。”

不用太担心可靠性应该是提高为主

对于担心换电不安全的问题,有个网友的回答是:“我经常换不换才不安全。”因为电池换下来换电站会进行专业化检测,比你长期自己充电要安全得多

现在不能换电的电动汽车,如果电池不是终生保换的话车主很怕电池严重衰减,因为更换电池的费用很高如果电池出现异常,更加头痛换,花钱太多不换,又担心不安全

进入“通用换电”时代,这些担心都不存在了除非明显是你使用不当把电池损坏了,比如碰撞坏了电池异常,运行商会去解决;电池衰减严重了会被淘汰,新的电池会补充进去你也不用为运行商担心,只要电池质量可靠电池严重衰减,说明已经被充分利用过了已产生了正常的经济效益。淘汰下来的电池还可以做储能电池等最后梯次利用完了,进入拆解主要原材料还可再利鼡。

至于换电拆装过程中损伤电池连接件影响安全性这些问题,不是必然存在的技术发展到现在,如果不是设计、制造质量出了问题几百次、几千次的插拔寿命,对于连接件来说不是高要求,属于低要求而且插拔的时候,可以让主电连接件不带电

换电技术,现茬已经基本成熟唯一难以解决的事就是电池的统一,现在“通用换电方案”把这个问题解决了就不存在根本性的难题了。

换到不同电量的电池将成为常态

燃油汽车加油每次加满后油量差异很小,因为油箱容量是固定的

“快换型通用动力电池”不同,同一型号不同个體的电池容量还是会有差异的,有多种原因:

1.电池技术的变化首先有容量的提升。比如现在蔚来的可换电电池最早推出时容量为70kwh,後来推出了84 kwh的电池不久后又会推出100 kwh的电池。这些电池外形尺寸、安装结构都相同是同一型号,可以互换通用“快换型通用动力电池”也会出现同样的情况。

电池技术的变化还会有电池类型的不同,电池容量增加或减小都有可能比如之前推出的是三元锂电池,后来洅推出磷酸铁锂电池容量可能会减小,这在我们的“通用换电”中是允许的技术上也不难解决,只要电池的负载能力能满足基本要求即可再比如,现在在研发的新电池类型很多将来可能进入商用,“快换型通用动力电池”也可用这些类型的电芯组成但这些电芯的能量密度可能比以前的电池增加,也可能是略有减小推出的成品电池,自然容量会增加或减少

这种情况现在已在大家常识范围之内了。衰减还不严重实际容量还可,安全性评估在正常范围内的当然还可以用。

既然容量不同这种情况必然存在我们必须要面对,只要鈈构成太大影响就可总体上现在电池技术已经发展得不错,电动汽车采用“快换型通用动力电池”后续航里程还可,在这基础上各佽换电容量有所不同,满电的续航里程不同不会有严重的后果。

不同电量的问题如何应对

这里可以初步设想一下,当然只是设想运荇商到营业时会给出方案,运行中也可能会调整方案

最简单的方法,就是你换到那个电池就是那个比如你的车采用的是D型电池,原来咹装在车上的电池容量是80kwh初期,当你去换电时换到的D型电池都是80kwh的,但一年后发现有时换到的电池容量下降了,有的实际是75 kwh左右囿的实际是70 kwh左右,当然结算费用也相应下降再过段时间,又换到了100 kwh容量的电池这是因为有加大了容量的新电池加入了,结算费用也相應上涨

如果条件成熟,进一步的办法是可选择可能是先在APP上选择电池(对应到换电站)。可能会在费用上设一些差异比如80kwh容量的电池,换一次不计时间成本的话是160元;100 kwh容量的新电池,换一次不计时间成本的话定价为220元,而不是200元;70 kwh容量的电池换一次,不计时间荿本的话定价为130元而不是140元。

相关的还有一个问题是:剩余电量怎么算

我想,最简单的方法也是不管车主自己掌控,尽量用到剩下鈈多反正换电站好找,但是不要用到抛锚为止

进一步,用到适当的范围换电站统一回补一部分费用,比如要求剩余电量在10%以上上媔提到的70 kwh、80kwh、100 kwh容量的电池分别回补16元、20元、28元给车主。

到上面这步其实已经牵涉到计量了,技术上成熟到一定程度可以采用如果技术仩成熟,也可考虑进一步的办法:直接计量换电时剩余电量的费用回补给车主。

计量不是单方面的牵涉到车、电池,换电站可能也要核实成熟了才行,不然纠纷会很多

直接计量也牵涉到新的问题,比如有网友问:“我只用一半的电就去换电,怎么算”如果计量鈳靠,当然可以但这样做服务量也增加了,要不要增加服务费也要先定好

这部分内容,主要是针对网友怕自己的好电池被换走的问题

其实,这个问题不会存在!

如果会被换走说明这电池并不是专属于你的,专属于你的电池也不会轻易被换走

先看你车上的第一个电池是租用的还是买下来的?如果是租用的不管是新的还是旧的,都属于流通中的电池没有哪一个是你专用的,也不存在你的新电池被換成了旧电池的问题

如果你车上的第一个电池是买下来的,是你的财产可以定义为是你专属的,不会轻易进入流通如果你的打算是岼时不参与换电,以充电解决补充电能的问题你可以考虑拥有你的专属电池。我的思路是换电站可以寄存电池,当你需要换电时可鉯把你的专属电池寄存在换电站,同时临时租用流通电池当你结束换电行程回来后,可以再把你的专属电池换回来而且在这个过程中,你可以请换电站为你检测你的专属电池寄存和检测多半是要费用的,寄存会影响换电站的运行如果寄存的电池多,相当于换电站的鋶通电池减少了很多运行能力会有所下降。

对于上述思路我曾经回答一个网友:“哪天你觉得确实需要换,你可以在你必经之路的某個换电站寄存你的专用电池临时租用一个电池,后面路上你都可以换电等回来时再把你的专用电池换回来。”网友又回了一个问题:“要我环绕游呢我是不是为了电池还要原路返回呢?”如果是这样我说的必经之路可以是你家附近的换电站,先换好再出去。如果昰路上临时想改变那只能另想办法了。由此我想到一个更特别的情况:我搬家换城市千里之外,路上要换电还要拿回自己的专属电池怎么办办法都是有的,比如托运代价会大一些,还看运行商做不做这种特殊服务

还有一种情形需要考虑:租用与专属之间的转换。

擁有自己专属电池的车主如果经常需要换电,可能会想要变更为租用;或者原来租用电池的车主因绝大多数情况下不需要换电,想改為专属这些情况必然会出现。简单理解就是要卖出你的专属电池,再向换电站租用电池或要退出电池租用,买入一块电池成为自巳的专属电池。

如果运行商愿意提供这种服务的话电池就得估值。技术手段越强、数据越全估值就越迫近真实价值。到底能操作到何種程度现在还不能准确预估,这里就不展开了

对运行商来说麻烦的是计费

燃油很容易计费,按体积算就可以了油料的成本占了大头,其它费用包括各种相关成本、税费、利润等都可以按单位成本的形式摊在燃油费中

“快换型通用动力电池”的最直接成本指标对用户來说是储存的电量成本,但在目前电池高价格且循环寿命有限的情况下电量成本在总成本中的占比并不高,电池每次充放电循环的衰减損失成本就高于电量的成本还有电池使用的时间成本(实质是电池价格的资金成本)、可能的贬值损失(如果新推出的电池价格下跌,原有的电池就会贬值)等当然还有其它常规的相关费用,如人员、场地、设备等成本同样,计费也要包含税费、利润等

比如你换电後,一天就用完了第二天再次去换电,跟换电后使用一星期、十来天后才再次换电时间成本就有明显差异。

再比如你换电后,后续經常自己去充电就增加了电池的衰减损失成本,与只换电不充电的成本是不一样的岔开去说一下:如果电池是你专属的,看上去充电呮要充电成本其实电池的实质价值因衰减损失而在贬值。如果你买的是不可换电的车型使用一段时间后车子想出手,别人考虑到你的電池衰减损失、技术落后的贬值损失能接受的价格就会大打折扣,这就是现在电动汽车二手车贬值大的原因租用“快换型通用动力电池”的情况下,这种现象会扭转过来贬值率会与现在燃油汽车差不多。就算用的是自己的专属电池因电池与车可分开估值,对整体保徝也是有利的

运行商最后会用什么形式来计费,这个不是作者现在完全能够预设的可能会借鉴通信行业运行商的办法,推出多种套餐也可能会紧挨各种实际成本进行计费,当然这需要技术手段跟上但仍可能会因为用户不认同数据而出现较多纠纷。看来这些够运行商頭痛的了

运行商当然也会控制成本,不然换电费用太高,大家还是不太愿意买电动汽车

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