電池技術(shù)不革命，電動(dòng)汽車發(fā)展將觸頂

    三天前，福特汽車公司執(zhí)行董事長比爾·福特宣布了其在中國下一階段的發(fā)展戰(zhàn)略——中國2025計(jì)劃。同一天，通用在上海舉辦了一場2017通用汽車中國“電氣化技術(shù)探秘體驗(yàn)”活動(dòng)，這兩家燃油車企先后宣布向電氣化轉(zhuǎn)型，新能源電動(dòng)汽車新勢(shì)力中又多了兩名老將。在財(cái)政補(bǔ)貼退坡和雙積分政策的影響下，國內(nèi)新能源汽車產(chǎn)業(yè)繁榮背后是新一輪變革的醞釀，雖然通用汽車在當(dāng)天分享了它在電池、電機(jī)和電池管理系統(tǒng)三大領(lǐng)域的獨(dú)特技術(shù)理念與優(yōu)勢(shì)，但從當(dāng)下緩慢的技術(shù)發(fā)展來看，電池技術(shù)不革命，電動(dòng)汽車的發(fā)展將會(huì)觸頂。

    上個(gè)月在廣州車展期間，特斯拉發(fā)布了超跑Roadster 2，人們?yōu)樘厮估�百公里加�?.9秒的極限而歡呼，這是由于此前最快的內(nèi)燃機(jī)跑車布加迪Chiron百公里加速2.6秒，Model S的百公里加速2.53秒，而1.9秒無疑是突破目前汽車極限的性能怪獸才能做到，更何況是在輪胎已經(jīng)無法突破極限的情況下。

    雖然特斯拉的 Roadster 2展示了其在電動(dòng)領(lǐng)域的絕對(duì)實(shí)力，并且Elon Musk也說了，Roadster 2要做的是給汽油車一個(gè)重?fù)簟５�是從參�?shù)中筆者發(fā)現(xiàn)，0~96km/h加速1.9秒、1000公里續(xù)航、10000 N·m輪上扭矩的背后同樣是電機(jī)技術(shù)的不幸觸頂，馬斯克偷換了概念。根據(jù)知乎問題《如何評(píng)價(jià)特斯拉（Tesla Motors）Roadster 2（千里續(xù)航、兩秒破百）》中，一些答主對(duì)該款超跑輪上扭矩的計(jì)算中，10000 N·m 扭矩的特斯拉Roadster 2其實(shí)并不稀奇，換算回人們對(duì)汽車扭矩的常用表達(dá)方式，它不如特斯拉在2年前發(fā)布的Model S P100D的電機(jī)扭矩。Roadster 2無疑是當(dāng)下性能最強(qiáng)的量產(chǎn)純電動(dòng)車，但是沮喪的是，在電池密度無法再向前邁一步的前提下它也代表著電機(jī)效率和性能的極限。

    在電機(jī)性能無法提升的背景下，能做的只有在電池管理和電擊調(diào)配上不斷優(yōu)化和妥協(xié)，而特斯拉選擇了用犧牲車內(nèi)空間的方式塞了一臺(tái)200千瓦時(shí)的電池。電池技術(shù)的緩慢發(fā)展，唯一能做的就是在電池管理和其他技術(shù)上尋找可彌補(bǔ)的點(diǎn)，這對(duì)能耗優(yōu)化提出了艱巨的任務(wù)。解決里程焦慮全靠堆電池容量毫無意義，以至于Roadster 2犧牲了車內(nèi)空間放進(jìn)了200 kWh電池。電池技術(shù)的障蔽制約了很多行業(yè)的發(fā)展。此次Roadster 2利用輪上扭矩指代扭矩玩了一把文字游戲，突出電動(dòng)車起步加速快的優(yōu)點(diǎn)，回避電池的短板，但依然不能證明電動(dòng)車的時(shí)代已經(jīng)到來，內(nèi)燃機(jī)被吊打。而且還間接承認(rèn)了電池技術(shù)到2020年也不會(huì)取得突破。

    眾所周知，當(dāng)下，如火如荼開展著的電動(dòng)汽車主要依靠電機(jī)與電池技術(shù)為核心，這也是做空調(diào)做到第一的格力轉(zhuǎn)身去擁抱新能源汽車的原因之一，格力擁有極具優(yōu)勢(shì)的電機(jī)技術(shù)，其業(yè)務(wù)也涉足能源產(chǎn)業(yè)，而珠海銀隆擁有電池技術(shù)，當(dāng)然也是從國外收購而來，雙臂合力還不成為中國的特斯拉？但是現(xiàn)實(shí)卻是，在電池技術(shù)不革命、電機(jī)性能卻又觸到頂點(diǎn)的情況下，電動(dòng)汽車則受困于此，既無法革除內(nèi)燃機(jī)的命，也無法更進(jìn)一步。

    電池技術(shù)的停滯不前，從手機(jī)產(chǎn)業(yè)不難看出，當(dāng)大量的資金投入到技術(shù)和設(shè)計(jì)上時(shí)，隨著手機(jī)性能的增強(qiáng)，隨之而來唯一不變的是續(xù)航能力，并且偶爾還會(huì)出現(xiàn)電池起火的事故。

    倫敦帝國理工戴森工程學(xué)院的教授比利·吳解釋道，摩爾定律簡單來說，就是每隔幾年晶體管都會(huì)變得更小，讓芯片能夠容納更多，從而提高處理能力。“在微處理器領(lǐng)域，一切都只為了把東西做得更小。但到了鋰離子電池這邊，如果你想提高能量密度，換句話說就是增加手機(jī)的續(xù)航時(shí)間，那你就必須要從根本上改變電池里的材料。”

    于是我們看到的是，從業(yè)人士不斷對(duì)現(xiàn)有的各種電極材料進(jìn)行優(yōu)化，開發(fā)出一種新材料非常困難，并且需要花費(fèi)幾年時(shí)間的測(cè)試來保障它在用戶使用中的安全穩(wěn)定和性能，但是如果幾年的檢測(cè)之后發(fā)現(xiàn)性能并沒有達(dá)到預(yù)期，等來的提升和時(shí)間則不相符，對(duì)電池技術(shù)的研發(fā)投入是一個(gè)無法保證一定成功且隨時(shí)會(huì)失敗的無底洞。魅族的M8曾經(jīng)采用過比亞迪的磷酸鐵鋰電池，經(jīng)常有用戶報(bào)告說冬天電池突然掉電至10%，被稱為“電池門”。而如今手機(jī)使用的快充則是以壽命換時(shí)間。在手機(jī)的使用上，電池技術(shù)難以提升，短期內(nèi)只能依靠芯片廠商對(duì)功耗進(jìn)行降低，但這是一個(gè)治標(biāo)不治本的方法。

    科學(xué)家稱電池技術(shù)為“混沌的藝術(shù)”，電池技術(shù)遲遲發(fā)展不起來，是由于它的每一點(diǎn)微小進(jìn)步都需要耗費(fèi)大量的實(shí)驗(yàn)，并非發(fā)現(xiàn)了一種能夠極大提升能量密度的材料就一定能用，如使手機(jī)變成爆炸物的硅膠，它的能量密度是石墨的十倍。而三星GalaxyNote7爆炸事件發(fā)生之后，更是一度令電池技術(shù)研發(fā)和測(cè)試過程變得更加慎行，這也將導(dǎo)致商用化的時(shí)間遭到延遲。

    電池技術(shù)究竟能夠得到突破性發(fā)展？上述教授是這樣說的：“要開發(fā)一種新的化學(xué)過程大概需要10年的時(shí)間，1億英鎊的投入，所以它在經(jīng)濟(jì)規(guī)模上和微處理器領(lǐng)域比不了。”更不必說在10年之后的10年測(cè)試時(shí)間，當(dāng)進(jìn)入商用時(shí)，人們已經(jīng)老去20年，索尼在1990年代將牛津大學(xué)于1980年發(fā)表的鋰離子電池研究成果商用化是最好的證據(jù)。電池技術(shù)的停滯同時(shí)，只能依靠其他技術(shù)的彌補(bǔ)。

    當(dāng)電機(jī)性能也達(dá)到頂點(diǎn)，廠商們只能依靠加速電池技術(shù)的研發(fā)來推動(dòng)電動(dòng)車的進(jìn)程。不過據(jù)了解，目前華為、聚碳和哈工大研發(fā)石墨烯聚合材料電池的儲(chǔ)能量是傳統(tǒng)電池產(chǎn)品的三倍，用此電池提供電力的電動(dòng)汽車能行駛超過1000公里，充電時(shí)間大大減少，充電次數(shù)可達(dá)3000次以上，電池的重量卻不足傳統(tǒng)充電電池的一半。這超出了特斯拉Roadster 2的1000公里續(xù)航。

    雖然目前這些數(shù)據(jù)仍處于實(shí)驗(yàn)階段，但毫無疑問的是石墨烯可能將成為新能源汽車突破蓄電瓶頸，創(chuàng)造更長續(xù)航里程，進(jìn)一步發(fā)展、普及的關(guān)鍵，不過從實(shí)驗(yàn)室走向商用還要經(jīng)過幾年的安全測(cè)試。在這爭分奪秒的時(shí)代，眾企業(yè)都在努力擴(kuò)張，搶占市場，投資研發(fā)，在需求的倒逼之下電池技術(shù)的發(fā)展或?qū)⒂瓉磙D(zhuǎn)機(jī)。不過電池是事關(guān)生命安全的技術(shù)，走錯(cuò)一步便會(huì)釀成不可撤銷的災(zāi)難，因此在生命面前，追求極限和突破瓶頸的同時(shí)保障安全性能才是最重要的。