自從特斯拉[微博]被熱炒之后，幾乎每隔一段時(shí)間就會(huì)冒出幾篇高科技電池電動(dòng)車(chē)的新聞。什么豐田的氫燃料電動(dòng)車(chē)，能跑1600公里的鋁電池電動(dòng)車(chē)，一次充電跑600公里的液流電池車(chē)，石墨烯電池，鋁離子電池……

　　似乎，我們現(xiàn)在用鋰電池簡(jiǎn)直是太蠢了，新的能源革命早就應(yīng)該到來(lái)了，但事實(shí)真的像新聞描述的那么美好嗎？我們來(lái)看看真相。

　　一、電動(dòng)車(chē)電池的真相

　　電動(dòng)車(chē)的核心技術(shù)是電池、電機(jī)、電控，然后就是傳統(tǒng)汽車(chē)上的底盤(pán)技術(shù)之類(lèi)的東西。其中電機(jī)技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)比較成熟，電控隨著摩爾定律也在不斷進(jìn)步，汽車(chē)底盤(pán)技術(shù)發(fā)展了這么多年，更不是瓶頸。

　　電動(dòng)車(chē)的核心問(wèn)題就在電池上面。對(duì)于電動(dòng)車(chē)來(lái)說(shuō)，理想的電池應(yīng)該有以下幾個(gè)特性

　　一)有足夠能能量密度，單位體積單位重量要有足夠的容量，這樣才能跑更遠(yuǎn)的路程。

　　二)有足夠的功率密度，單位體積單位重量能產(chǎn)生足夠大功率，這樣車(chē)才能加速快，才能爬坡。

　　三)能量補(bǔ)充速度要快，充電或者換電都要快，要不然就只能限定在城市通勤，白天跑路晚上充電的模式。

　　四)平均使用成本要便宜，壽命和價(jià)格綜合起來(lái)要有競(jìng)爭(zhēng)力。

　　現(xiàn)在已經(jīng)上市的電動(dòng)車(chē)，主要有兩種電池，一種高速電動(dòng)車(chē)的鋰離子電池，包括磷酸鐵鋰、錳酸鋰、三元鋰電池等等。還有一種是低速電動(dòng)車(chē)的鉛酸電池。

　　就電動(dòng)車(chē)的要求要看，鋰電池功率密度和能量密度都不錯(cuò)，但是充電沒(méi)法快，價(jià)格也高昂。沒(méi)有補(bǔ)貼支持的話，只能用于特斯拉這種高定位的車(chē)型。

　　鉛酸電池功率密度和能量密度都低，充電也慢，但是價(jià)格相對(duì)便宜，用在短途低速電動(dòng)車(chē)上比較適宜。但是有污染問(wèn)題，現(xiàn)在中國(guó)不鼓勵(lì)發(fā)展。

　　其他流言中很牛的這個(gè)電池，那個(gè)電池，很遺憾，還沒(méi)有能夠量產(chǎn)上路，有幾種有實(shí)驗(yàn)性的公交線路在用。真正通過(guò)了實(shí)踐檢驗(yàn)，現(xiàn)實(shí)中可以大規(guī)模使用的就這兩種。流言中高級(jí)電池或者根本就不靠譜，或者還在實(shí)驗(yàn)室階段。

　　二、傳說(shuō)中的高級(jí)電池

　　(一)氫燃料電池

　　我們先來(lái)日本搞得氫燃料電池，燃料電池我們可以理解成一種加燃料產(chǎn)生電能，一般不充電的電池。也就是說(shuō)，氫燃料電池的充電方式其實(shí)就是加注氫，和我們傳統(tǒng)汽車(chē)加油是一樣的。

　　氫燃料電池電動(dòng)車(chē)的優(yōu)勢(shì)是沒(méi)有污染物排放，氫發(fā)電，電機(jī)驅(qū)動(dòng)車(chē)輛，我們只要把加油站換成加氫站就可以了。

　　這個(gè)過(guò)程看上去很簡(jiǎn)單，但是問(wèn)題出在氫的制造、運(yùn)輸、儲(chǔ)存上。氣態(tài)氫氣需要高壓氣罐儲(chǔ)存，液態(tài)氫氣需要大量電能維持在很低的溫度。使用遠(yuǎn)比燃油麻煩。

　　雖然氫氣制造并不是很困難，但是把制造好的氫氣運(yùn)輸?shù)郊託湔?，就需要鋪設(shè)專(zhuān)門(mén)的管道。而加氫站給氫燃料電池電動(dòng)車(chē)加氫，也需要專(zhuān)門(mén)的設(shè)備。(氫有氫脆，對(duì)傳輸、儲(chǔ)存的材料要求很高，氫氣很容易泄露爆炸燃燒，對(duì)設(shè)備的安全性要求也很高)

　　燃油，天然氣都有現(xiàn)成的基礎(chǔ)設(shè)施可以利用，鋰電池有現(xiàn)成的電網(wǎng)可以利用。而氫燃料電池電動(dòng)車(chē)需要從頭建立一整套制造、運(yùn)輸、儲(chǔ)存的系統(tǒng)，全套的基礎(chǔ)設(shè)施。這個(gè)難度太大。

　　所以，除非有政府不計(jì)成本的補(bǔ)貼建設(shè)全套基礎(chǔ)設(shè)施，否則氫燃料電池電動(dòng)車(chē)就是個(gè)花瓶。日本搞這個(gè)因?yàn)槿毡驹谡麄€(gè)氫燃料產(chǎn)業(yè)鏈上全部占有制高點(diǎn)，其他國(guó)家不會(huì)那么傻，自己投入巨資重建一套系統(tǒng)，還讓日本人掌控命脈，所以氫燃料電池難以推廣。

　　(二)鋁空氣電池

　　鋁空氣電池雖然是金屬電池，其實(shí)也應(yīng)該算作燃料電池。通常鋁空氣電池也是不充電的，只需要更換鋁材料即可。

　　其實(shí)鋁空氣電池的原理類(lèi)似的助聽(tīng)器里面常見(jiàn)的鋅空氣電池。

　　這種金屬燃料電池的優(yōu)點(diǎn)是能量密度比大，缺點(diǎn)是功率密度比低。用在低功率的助聽(tīng)器上沒(méi)有問(wèn)題，用在汽車(chē)上功率會(huì)不太夠，往往要配合功率高的鋰電池使用。

　　鋅空氣電池相比來(lái)說(shuō)比較成熟，已經(jīng)有量產(chǎn)產(chǎn)品，在汽車(chē)上也有試用。

　　鋁空氣電池比鋅空氣電池能量密度更高，有更好的前途，但是因?yàn)殇X的化學(xué)性質(zhì)問(wèn)題，難以保證安全穩(wěn)定，目前連可以量產(chǎn)的成品都沒(méi)有，實(shí)用化為時(shí)尚早。

　　而且，金屬燃料電池因?yàn)椴怀潆?，同樣面臨著產(chǎn)業(yè)鏈的問(wèn)題。無(wú)論是鋅空氣電池還是鋁空氣電池，都是下面這種循環(huán)。

　　1、金屬制造廠電解金屬氧化物制造金屬；

　　2、金屬運(yùn)輸?shù)綋Q電站

　　3、換電站用金屬更換掉用戶(hù)電動(dòng)車(chē)內(nèi)的金屬氧化物(金屬電池放電完畢生成氧化物)

　　4、廠方回收氧化物重新電解成金屬。

　　在這個(gè)流程中，需要建立一條從制造到運(yùn)輸，到更換，到回收的產(chǎn)業(yè)鏈。同樣涉及到基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。建立遍布全國(guó)的換電站幾乎是不可能完成的任務(wù)。

　　所以，即使鋁空氣電池成功，也只能用于城市公交、出租一類(lèi)可以固定位置換電(出租車(chē)在出租公司，公交車(chē)在公交公司)的場(chǎng)所。全面普及和氫燃料電池同樣困難。

　　(三)液流電池

　　液流電池是普通的化學(xué)電池，它的特點(diǎn)是把正極和負(fù)極電解液?jiǎn)为?dú)存放，解決了普通化學(xué)電池活性物質(zhì)利用率的問(wèn)題。理論上可以有更高的能量密度，而且充放電次數(shù)也更多，有非常理想的性能。

　　但是液流電池受制于材料和電解液的濃度，發(fā)展了多年能量密度依然很低，儲(chǔ)能電站可以使用，不能用到汽車(chē)。

　　最近，麻省理工的科學(xué)家蔣業(yè)明博士發(fā)明了半固態(tài)鋰液流電池，在材料上做了革新，讓電解液濃度大幅度提升，這就讓能量密度和功率密度達(dá)到了實(shí)用化的水平。

　　不過(guò)，蔣博士的這個(gè)電池還在實(shí)驗(yàn)室階段，到成熟的成品尚有時(shí)日，更不用說(shuō)量產(chǎn)了。

　　NanoFlowcell AG公司推出液流電池汽車(chē)，從其給出的技術(shù)指標(biāo)看，似乎是做到了很高的能量密度，可以實(shí)用化，目前車(chē)輛已經(jīng)開(kāi)始測(cè)試。但真假還有待驗(yàn)證。

　　但是，液流電池是最近我們看到種種高級(jí)電池中比較靠譜的一個(gè)，只要把實(shí)驗(yàn)室技術(shù)轉(zhuǎn)化成量產(chǎn)產(chǎn)品，就可以真正改變電動(dòng)車(chē)行業(yè)。讓電動(dòng)車(chē)跑的更遠(yuǎn)， 價(jià)格更便宜(液流電池的原理決定它所使用的昂貴材料更少)，充電更快(液流電池可以通過(guò)電網(wǎng)充電，也可以直接更換電解液完成快速充電，不過(guò)更換電解液同樣 需要產(chǎn)業(yè)鏈配套)

　　(四)看上去很美石墨烯電池

　　石墨烯有很大的比表面積，可以攜帶更多的鋰離子，得到和失去鋰離子的速度都很快，這種特性給鋰電池增加容量，加快充放電速度提供了物理基礎(chǔ)。

　　但是在試驗(yàn)中，石墨烯做負(fù)極的鋰電池循環(huán)壽命很差，充放電快，但是兩次就失效了，顯然是不能用的。

　　于是，人們就開(kāi)始研發(fā)各種各樣的復(fù)合材料來(lái)做負(fù)極，試圖找到一種材料，能把充放電速度快、長(zhǎng)循環(huán)壽命、高能量密度，低成本結(jié)合起來(lái)。

各個(gè)實(shí)驗(yàn)室搞得論文很多，但是能實(shí)用化的東西還沒(méi)有，近期，西班牙世界報(bào)發(fā)新聞?wù)f西班牙一個(gè)大學(xué)搞出來(lái)一種石墨烯電池，在高充放電速度的同時(shí)，還有更長(zhǎng)的循環(huán)壽命、更高的能量密度和比目前鋰電池稍低的成本。德國(guó)汽車(chē)企業(yè)將開(kāi)始試驗(yàn)。

　　如果報(bào)道屬實(shí)的話，那么這種電池很有前途，也許將改變電動(dòng)車(chē)的命運(yùn)，如果加油時(shí)間和充電時(shí)間一樣，那么充電站就可以替代加油站，電動(dòng)車(chē)也就能真的替代燃油車(chē)。

　　三、存在即合理

　　我們目前上市的電動(dòng)車(chē)使用鉛酸電池，鋰電池，不是電動(dòng)車(chē)企業(yè)蠢，不知道采用新技術(shù)，而是在目前能量產(chǎn)能供貨的電池中，只有這兩種是可用靠譜的，其他或者是技術(shù)不成熟，或者是產(chǎn)業(yè)鏈無(wú)法配套的、或者是成本太高無(wú)法商用。

　　除了我們前面說(shuō)的幾種電池，還有飛輪電池、核電池、超級(jí)電容……往往都是實(shí)驗(yàn)室看起來(lái)很美，但是遲遲沒(méi)有實(shí)用化的消息，所以以后看到這類(lèi)意淫，你可以一笑了之，不必認(rèn)真。

　　存在即合理，一種電池真能做到實(shí)用，三五年就會(huì)被廣泛使用了，而目前還不用，一定是有問(wèn)題。電池的突破將改變未來(lái)，但是我們得有耐心。