每當(dāng)逢年過(guò)節(jié)，親朋好友們聚到一塊兒難免找些話(huà)題聊一聊。小編由于工作的性質(zhì)，最近和朋友們聊最多的就是新能源汽車(chē)，每每說(shuō)起，槽點(diǎn)最多的就是續(xù)航問(wèn)題。不過(guò)，就目前來(lái)看，動(dòng)力電池的發(fā)展的確進(jìn)入了瓶頸期，而且在技術(shù)上是否能真正突破還不得而知。此前，業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，應(yīng)該對(duì)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)進(jìn)行重新定位，使其發(fā)揮“火車(chē)頭”的作用。所以動(dòng)力電池的發(fā)展究竟路在何方？什么樣的動(dòng)力電池才能從根本上解決問(wèn)題？接下來(lái)小編就以電池的三大分類(lèi)來(lái)聊聊化學(xué)電池、物理電池、生物電池在未來(lái)的可能性。

·依賴(lài)化學(xué)電池真的是長(zhǎng)久之計(jì)？

就目前來(lái)看，化學(xué)電池是電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的電池種類(lèi)，如鎳氫電池、鋰離子電池、鋰聚合物電池、燃料電池等都統(tǒng)稱(chēng)為化學(xué)電池。其實(shí)再細(xì)分，從結(jié)構(gòu)角度上講，又可以分成蓄電池及燃料電池兩大類(lèi)別，我們目前所見(jiàn)路上能跑的絕大多數(shù)電動(dòng)車(chē)都采用蓄電池技術(shù)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，如蔚來(lái)ES8、特斯拉MODEL家族車(chē)型等；燃料電池汽車(chē)的代表就如現(xiàn)代的NEXO、豐田Mirai車(chē)型等，不過(guò)目前我國(guó)在氫燃料使用上還是多以物流貨運(yùn)運(yùn)輸為主。當(dāng)然，這里所講的蓄電池并不是我們?nèi)粘Ｋ岬降钠?chē)電瓶，而是對(duì)可重復(fù)充電動(dòng)力電池的統(tǒng)稱(chēng)。

[·鋰電池喜憂(yōu)參半]

鋰電池目前處于電池產(chǎn)業(yè)的霸主地位，從上世紀(jì)70年代誕生至今，其憑借能量密度高、循環(huán)使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)迅速占據(jù)了電動(dòng)汽車(chē)電池市場(chǎng)的絕大部分江山。不過(guò)，為什么小編說(shuō)鋰電池喜憂(yōu)參半呢？是因?yàn)樵谀承┓矫嫠兄屓酥缘奶厥庑再|(zhì)，在另一方面，它又存在著目前無(wú)能為力待解決的問(wèn)題。

可能關(guān)注鋰電池比較多的朋友們會(huì)知道，目前在售電動(dòng)汽車(chē)所配備的鋰電池主要有磷酸鐵鋰電池及三元鋰電池兩種，這兩種電池小編個(gè)人認(rèn)為兩者存在著互補(bǔ)關(guān)系，為什么這么說(shuō)？因?yàn)樵谑褂蒙狭姿徼F鋰電池更加安全，由于其內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)發(fā)生在電池溫度處于500-600℃高溫，相比其他鋰電池在200攝氏度左右時(shí)就發(fā)生內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)，它會(huì)更加安全。

雖說(shuō)磷酸鐵鋰電池相對(duì)來(lái)說(shuō)更安全，但是在能量密度上又不及三元鋰電，磷酸鐵鋰電池在能量密度上約為100-110Wh/kg，三元鋰電池在重量能量密度上要高出許多，約為200Wh/kg,高的能量密度可以保障動(dòng)力電池提供更大的續(xù)航里程，所以特斯拉選用三元鋰電池，也正是因?yàn)槊樯狭诉@一特點(diǎn)。

[·鎳氫電池慢慢淡出市場(chǎng)]

此前其實(shí)還有一種鎳氫電池可以滿(mǎn)足出行需求，于上世紀(jì)90年代后逐漸發(fā)展開(kāi)來(lái)，其能量密度與普通的鋰電池差距并不大，約為70-100Wh/kg，但由于電池單體電壓僅為1.2V，是鋰電池的1/3，因此在需求電壓一定的情況下，其電池組的體積要比鋰電池大上一些。但是電池在循環(huán)充放電過(guò)程中容量會(huì)出現(xiàn)衰減，而過(guò)度充電或放電，都可能加劇電池的容量損耗，但是鋰電池此項(xiàng)特性幾乎可忽略不計(jì)。因此，許多廠商在動(dòng)力電池選擇上，寧愿去冒一些風(fēng)險(xiǎn)，也會(huì)試圖用其他辦法去增加電動(dòng)車(chē)的續(xù)航里程，像鎳氫電池各項(xiàng)不太突出的選項(xiàng)，恐怕要逐漸的被pass掉了。

[·燃料電池或異軍突起]

要說(shuō)燃料電池，其實(shí)小編個(gè)人認(rèn)為它在結(jié)構(gòu)上其實(shí)不是“電池”，準(zhǔn)確地說(shuō)是一個(gè)大的發(fā)電機(jī)，或是清潔燃料驅(qū)動(dòng)的增程器。其因能量轉(zhuǎn)換效率高、無(wú)污染、壽命長(zhǎng)、運(yùn)行平穩(wěn)等特點(diǎn)被業(yè)界公認(rèn)為未來(lái)汽車(chē)的最佳能源。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，燃料電池是通過(guò)化學(xué)反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能的一種裝置，而能量的來(lái)源主要是依靠不斷供給燃料及氧化劑產(chǎn)生的。理論上講，燃料電池能采用的燃料種類(lèi)很多，甚至是傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)所用燃料均可，不過(guò)真正能起電化學(xué)反應(yīng)的，僅僅是其中的氫和氧化劑中的氧，因此，氫燃料電池是目前燃料電池的研究核心。

作為氫能源先行者之一，豐田所量產(chǎn)的第一輛氫電池車(chē)Mirai，便可實(shí)現(xiàn)加氫3分鐘左右，續(xù)航達(dá)700公里的用車(chē)需求。日本至今建設(shè)了92座加氫站，與此同時(shí)。韓國(guó)、美國(guó)等國(guó)家也緊隨其后，興建加氫站并推出氫能源汽車(chē)。此外，歐洲也在努力發(fā)展氫能源的建設(shè)和應(yīng)用。相比插電式電動(dòng)車(chē)，氫能源充電快只需3分鐘，續(xù)航里程長(zhǎng)等特點(diǎn)完美解決駕駛者因用車(chē)?yán)m(xù)航里程短，充電時(shí)間長(zhǎng)等一系列焦慮問(wèn)題，相信氫能源汽車(chē)是未來(lái)新能源汽車(chē)的最好發(fā)展方向。

小結(jié)：目前來(lái)看，動(dòng)力電池倘若一直采用化學(xué)電池，變數(shù)還是很大的，其主要原因是鋰電池在安全性和能量密度兩個(gè)方面不可兼得，在其他動(dòng)力電池技術(shù)還未開(kāi)發(fā)出來(lái)之前，目前也只能用鋰電池來(lái)維持，但是氫燃料電池的強(qiáng)勢(shì)介入，勢(shì)必會(huì)打破鋰電池長(zhǎng)期的壟斷地位。

·物理電池的未來(lái)可能性有多大？

說(shuō)起物理電池，不得不提到飛輪電池。飛輪電池是20世紀(jì)90年代才提出的新概念電池，它突破了化學(xué)電池的局限，用物理方法實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能。眾所周知，當(dāng)飛輪以一定角速度旋轉(zhuǎn)時(shí)，它就具有一定的動(dòng)能。飛輪電池正是以其動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能的，其實(shí)小編通俗點(diǎn)說(shuō)，此原理就好比在汽車(chē)上安一個(gè)風(fēng)車(chē)。它與化學(xué)電池不同，物理電池通過(guò)物理作用提供使發(fā)電設(shè)備中的線(xiàn)圈旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力，從而進(jìn)行發(fā)電。物理電池有很多的種類(lèi)，其原理共通，一般都是通過(guò)物理作用使得線(xiàn)圈旋轉(zhuǎn)，線(xiàn)圈切割磁感應(yīng)線(xiàn)，從而在其內(nèi)產(chǎn)生電流。

飛輪電池相比化學(xué)電池各性能指標(biāo)并不差，據(jù)悉其儲(chǔ)能密度可達(dá)100～200wh/kg，功率密度可達(dá)5000～l0000w/kg，同時(shí)能量的轉(zhuǎn)換率比傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)要高出近一倍，相比化學(xué)電池又沒(méi)有溫度的影響，在后期的應(yīng)用上完全可以忽略材料、成本的問(wèn)題。

但是，小編注意到一個(gè)問(wèn)題，如果飛輪一旦充電，就會(huì)不停轉(zhuǎn)動(dòng)下去。當(dāng)我不用電時(shí)，飛輪還在那里轉(zhuǎn)動(dòng)，過(guò)多的做功勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生多余的能量消耗。例如給一輛飛輪電池汽車(chē)充電后，該汽車(chē)可以行駛?cè)r(shí)，但是實(shí)際汽車(chē)走了兩個(gè)小時(shí)，剩余的半小時(shí)怎么辦？不過(guò)，也有人說(shuō)，飛輪空轉(zhuǎn)時(shí)，由于沒(méi)有負(fù)載，能量損失不會(huì)太大，比目前存放一段時(shí)間不用的蓄電池?fù)p失的能量還要小。如果靜止不動(dòng)，幾乎沒(méi)有能量損失。所以目前提出的解決辦法是給飛輪電池配備化學(xué)充電電池，當(dāng)不需要用電時(shí)，可把飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)的電能充進(jìn)化學(xué)電池中。但是給飛輪電池配備化學(xué)電池帶來(lái)的問(wèn)題是，增加了汽車(chē)或設(shè)備的重量。

小結(jié)：就飛輪電池來(lái)說(shuō)，在結(jié)構(gòu)上的確可以按照物理電池來(lái)進(jìn)行劃分。但是，如果控制飛輪的工作還需要其他電驅(qū)動(dòng)介入，那在一定意義上相當(dāng)于畫(huà)蛇添足，所以物理電池說(shuō)是電池，但是這種結(jié)構(gòu)方式用于電機(jī)才是最佳的選擇。

·有趣的生物電池取代化學(xué)電池的可能性有多大？

提到生物電池，可能多數(shù)網(wǎng)友在上學(xué)的時(shí)候多少有所接觸。在生物課上，水果電池會(huì)讓我們覺(jué)得它很有趣，用幾根導(dǎo)線(xiàn)隨便一插就能發(fā)電。其實(shí)生物電池是指將生物質(zhì)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置，由于萬(wàn)物的能量皆來(lái)自太陽(yáng)能，所以從原理上來(lái)講，生物質(zhì)能能夠直接轉(zhuǎn)化為電能主要是因?yàn)樯矬w內(nèi)存在與能量代謝關(guān)系密切的氧化還原反應(yīng)。這些氧化還原反應(yīng)彼此影響，互相依存，形成網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行生物的能量代謝。

最近在剛上的熱門(mén)電影《流浪地球》里，載人太空艙的生活系統(tǒng)是一個(gè)除了太陽(yáng)光外，在各種環(huán)境下是密閉狀態(tài)。結(jié)果太陽(yáng)光就成了整個(gè)飛船所用的電能和人體消耗的各種能量的供應(yīng)者，此時(shí)生物電池一方面可提供電能給通信設(shè)備和控制設(shè)備使用，另一方面也輸出供飲用的新鮮水和作為空氣成分供呼吸用的氧氣。宇宙飛行員呼出的二氧化碳、排泄出的廢物和尿液再供給光合作用轉(zhuǎn)換器和生物電池，因此，空氣、水和其它物質(zhì)以至人的排泄物都要得到一次又一次的反復(fù)利用，而生物電池正是在這種生態(tài)循環(huán)中能夠發(fā)揮其巨大作用的。

小結(jié)：早在前些年，有人就建議用菜籽油充當(dāng)驅(qū)動(dòng)燃料，而且這一試驗(yàn)在國(guó)內(nèi)外也都進(jìn)行著測(cè)試，所以就目前來(lái)看，生物電池在未來(lái)有著非常可觀的前景，只是目前技術(shù)還沒(méi)有開(kāi)發(fā)出來(lái)，如果盡早能夠解決生物能源的轉(zhuǎn)化率問(wèn)題，在不久的將來(lái)，生物電池取代化學(xué)電池并非不可能的。

編輯總結(jié)：其實(shí)當(dāng)下一直在呼吁全民為打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)而奮斗，其實(shí)換一個(gè)角度進(jìn)行思考，這又何嘗不是一場(chǎng)能源保衛(wèi)戰(zhàn)呢？在不久的將來(lái)，越來(lái)越多新的科研嘗試將逐漸展開(kāi)，對(duì)于目前電池的這三大類(lèi)型，如果做為動(dòng)力電池進(jìn)行使用，化學(xué)電池基于之前的基礎(chǔ)有著絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)，如果能夠增加能量密度，獲得更高的續(xù)航里程，毫無(wú)疑問(wèn)將是無(wú)可替代的；對(duì)于物理電池，就目前來(lái)看發(fā)展起來(lái)是最為困難的，所以應(yīng)用到汽車(chē)上，目前也只是假想；對(duì)于生物電池，隨著科學(xué)技術(shù)的飛躍發(fā)展，小編覺(jué)得完全可以結(jié)合其優(yōu)點(diǎn)，與汽車(chē)相結(jié)合，同時(shí)盡快脫離試驗(yàn)階段，并且大批量地研制出來(lái)，為整個(gè)汽車(chē)行業(yè)進(jìn)行服務(wù)。