锂电池如果已经够用,各大厂为什么还竞相研发“百万英里电池”?

传统汽车内燃机引擎在燃烧石化燃料的过程中会产生大量的排放物,是导致全球气候加速暖化的主因,因此各国政府和企业积极推动电动汽车的发展。其中高性能、低成本一直是电动汽车电池技术精进的方向,多家厂商近年研发的“百万英里电池”,号称可让电动汽车连续行驶100万英里,真的那么厉害吗?

电动汽车发展逐渐成熟,各国政府也纷纷制定相关政策迎接电动汽车时代来临,在未来逐步汰换燃油车来减少碳排放,不过目前大众对于电动汽车的隐忧存在于电池寿命与耗损程度,认为换电池的成本不如使用燃油车。

近来有许多电动汽车电池制造商宣布研发出“百万英里电池”,号称可使电动汽车持续行驶100万英里(约161万公里),并且能有效降低电动汽车成本,有可能加速电动汽车发展脚步与降低门槛。

百万英里电池,延长寿命更持久

百万英里电池技术主要是降低钴用量或完全不用钴的制程,在电池内部增加镀膜,此款材料和涂层将减少内部压力,使电池能够长时间存储更多能量,延长寿命撑得更久。

特斯拉中国上海工厂在去年底开始生产Model 3,至今已具有年产15万台产能,在过去几个月都创下单月万台以上的销量成绩。根据外媒报道,中国上海工厂将在今年第四季开始生产运往欧亚市场的Model 3,最快在年底或2021年初就会开始输出中国制造版,锁定的市场包括有新加坡、澳洲、新西兰与欧洲国家。

其中,配备百万英里电池的电动汽车,由于成本降低后的价格可能与燃油车差不多,引起许多消费者期待。

编按:特斯拉电池日(Battery Day)将于下周二(9/22)登场,市场预期首席执行官马斯克率将在电池日上公布“百万英里”电池的细节。

电池“再利用”!创造第二、第三生命

不过其实现在的电动汽车锂电池技术发展,已经能让电池寿命超越汽车的使用期限,特斯拉公布的《2019影响力报告》官方文件中一解大家对于电动汽车电池的偏见,在现有超过100万台的特斯拉电动汽车中,行驶里程介于5至20万英里,平均衰退值低于15%,反过来说就是电池健康度平均保有85%以上。

其实以这样的电池衰退度看来,锂电池的寿命对于一般消费者来说可能已经够用,而百万英里电池能够真正带来的帮助是在于电池的“再利用”,帮助电池创造第二、第三生命,而首要关键取决于这种电池的性能表现与寿命状况,这也就意味着对于二手市场以及电池回收带来很大的影响。

英国法拉利第研究所(Faraday Institution)联合首席研究员Simon Lambert认为,百万英里电池的生命历程会随着时间与性能,一层层往下被用在越来越低电力需求的应用上,例如电池的第一个100万英里会被使用在跑车上,之后的40万英里被应用在电动汽车上,而最后再被移植到电网作为电力存储使用,完成百万英里电池的一生。

整体上,专家看好电动汽车电池再利用的市场,根据锂电池二手与回收调查公司Circular Energy Storage的资料显示,2020年整个欧洲将有300万亿瓦小时的电动汽车电池被重新利用,而这个数字在2016年仅有18万亿瓦小时,显现市场仍有相当大的增长空间。

回收再利用,可减缓金属需求、减少碳排放目标

不过事情总是一体两面,目前的首要任务是如何减缓对电池材料金属的需求,通过再利用来达到对环境的永续。

法拉利第研究所研究员Gavin Harper认为,电动汽车市场的发展恐会导致电池的关键金属-钴的短缺,最好要加速回收富含钴的电池的再利用,但在“通常”的情况下,当我们想要提高效率时,最终却有可能消耗更多。

不过无论如何,锂电池可以带来的环境效益远比燃油车高许多,也能够加速地球减少碳排放的长远目标。

阿贡国家实验室旗下的锂电池回收技术研发中心ReCell Center首席科学家Linda Gaines也认为,即便我们没有面临电池材料短缺的问题,延长电动汽车电池寿命可以帮助我们减少渐缓对金属需求的冲击,进而可以减少从地球上开采原物料的机会。

参考资料

《Wired》、《ETtoday车云》、《DDCar》

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