电池行业面临的七大挑战是哪些？

电池行业面临的七大挑战是哪些？

当今的电池技术正在见证急需的研究活动。美国先进电池联盟十多年前就认识到，电动汽车要具有竞争力，电池技术需要大幅提升。

人们多次提到，可行且高效的电池组是电动汽车入侵的制胜法宝。

从原子尺度、电池尺度到模块和系统尺度都需要改进。与过去十年相比，当今全球的研究正在以更快的速度推动技术向前发展。

应该注意的是，电动汽车行驶一英里的价格可低至 2 美分，而高效的小型发动机汽油汽车则为 12 美分。

因此，撇开与电池组开发相关的问题不谈，电动汽车的运行成本可以比内燃机汽车便宜 5 倍。

因此，电池组性能是超越历史悠久的内燃机技术的关键。必须提到的是，过去二十年的真诚努力本可以让这项技术比今天更进一步。

纪录片“谁杀死了电动汽车”（索尼经典影业）很好地记录了这种半心半意的努力，如果不是虚伪的努力的话。

电池行业面临的七大挑战如下：

1. 成本

2001年，美国先进电池联盟制定了到2020年电池组系统每千瓦时125美元的目标，使电动汽车具有竞争力。

2010 年，日产聆风电池组的售价为 18,000 美元 [1]。日产最初的电池组售价约为每千瓦时 750 美元。

前两年，电池组本身就超过了生产成本。此后价格大幅下跌。

Leaf 的替换电池现已上市，售价为5500 美元，安装费用为 500 美元。因此，成本降至250 美元/千瓦时。

锂离子电池的成本高主要是因为规模经济。汽车中使用的锂离子电池只是铅酸电池的一小部分。

此外，在锂离子电池保护伞中，有多种电池化学物质，每种都有自己独特的制造技术和包装要求。这些广泛的选择划分了制造规模。

如今，通过支付月费而不是直接购买来租赁电池组的选择有助于分摊成本。

典型的例子是雷诺 Zoe。电池组的租赁选项将成本降至每千瓦 171 美元。

电池组的高成本仍然是电动汽车普及的最大障碍。

然而，它正在以可观的速度下降，预计在未来5年内，它不仅会达到甚至超过USABC设定的目标。

2. 生活

今天推出的车辆的电池寿命约为 5 年。大多数电动汽车制造商提供每 5 年更换一次电池的选项。

所有电池都会随着时间的推移而退化，在此过程中会失去存储容量。

由于不可逆的内部化学分解，无论使用情况如何，电池都有保质期。

这种衰减的速度可以降低，但要以牺牲其他性能因素为代价。

USABC 建议电池的日历寿命必须为 15 年，这样它们才能与汽车一起使用。

虽然电池化学成分的改进提高了保质期，但距离 10 年的使用寿命还有很长的路要走，更不用说 15 年了。

3. 范围

续航里程焦虑仍然是困扰电动汽车的一个问题。

尽管随着充电点在众多地点的出现，基础设施在过去五年中变得更适合纯电动运输。

内燃机汽车所享有的基础设施已经经历了一个多世纪的发展。

一辆设计精良的电动汽车（低重量和阻力系数）每千瓦时最多可行驶 5 英里。

再生制动的选择也使范围更远。然而，在高速行驶时，当电机消耗高功率时，电动汽车的性能会迅速下降。

这是因为随着电池放电过程中热量的增加以及拖曳力的增加，能量会损失。

因此，大多数电动汽车制造商都转而生产城市汽车（即最高速度限制在 60 英里/小时以下）。