一種新的鋰離子電池技術最終可能使這些裝置足夠便宜且足夠耐用,從而將電動汽車從利基產品轉變為大眾市場交通工具。馬薩諸塞州沃爾瑟姆市制造商 A123 Systems 公司 生產出一種電池,其功率提高了 20%,可在低至零下 30 攝氏度和高達 60 攝氏度的溫度下工作,並且應該像目前的電池一樣易於製造。
公司聯合創始人、麻省理工學院材料科學家 蔣業明 說:“這種電池中沒有‘稀有金屬’。它並非基於非常昂貴的新化學物質。”
獨立的科學家一直在仔細審查該公司的宣告,並表示他們印象深刻。從該公司透露的少量細節來看,這種名為 Nanophosphate EXT 的新型電池似乎基於與其他 A123 電池完全相同的 磷酸鋰鐵化學物質,這些電池似乎無處不在,從電子產品到混合動力電動巴士,但效能有所提高。
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功率的提高和溫度範圍的擴大表明,A123 公司的科學家改進了電子和離子在電池系統中穿梭的方式。“離子和電子必須移動得更快,”阿貢國家實驗室 能源儲存倡議 的負責人化學家傑弗裡·張伯倫解釋說,他沒有參與這項研究。反過來,這表明在以下三個位置之一進行了改進:電解質(電池中攜帶離子的部分);電解質和電極(集電板)之間的介面;電極本身;或以上所有位置。製造創新也可能有所貢獻。儘管 Nanophosphate EXT 改進的具體細節仍不清楚,但 A123 確實擁有與新型電極和電解質材料以及電池結構相關的工作的 專利。“如果這是真的,那將是一項重大突破,”張伯倫補充道。
A123 的內部結果已由俄亥俄州立大學 汽車研究中心 獨立驗證。“我們認為這項卓越的技術只具有積極的特性,”俄亥俄州立大學機械工程師 Yann Guezennec 說,他領導了對新型電池的測試。A123 發言人丹·博爾加薩諾表示,這些特性包括充放電迴圈壽命至少是“目前在路上行駛的車輛中使用的”競爭對手的兩倍,並且比現有的鉛酸電池長 10 倍。
一個缺點是,A123 的磷酸鐵技術每公斤僅提供約 160 瓦時的能量,能量密度低於 其他一些鋰離子技術(更不用說汽油等液體燃料)。從好的方面來說,它不像某些鋰電池那樣容易起火。“磷酸鐵的一大優點是其穩定性和安全性,”張伯倫說。“你在大自然中挖出的泥土中的東西往往非常穩定。”
而且電池的壽命長可能超過 能量密度方面的不足;即使在 2,000 次充電和放電後,它仍保持 90% 的容量。另一方面,目前電動汽車中的電池會隨著時間的推移而衰減,這要求汽車製造商安裝比必要尺寸更大的電池。此外,由於 A123 的新型電池具有較寬的溫度範圍,因此可以進行風冷而不是液冷,從而節省成本和重量。
話雖如此,A123 的新型電池可能首先在汽車中使用,而不是在純電動汽車中,而是在 微型混合動力汽車 中使用,這種汽車在紅燈時自動關閉,並在綠燈亮起時重新啟動以節省燃料,由制動充電的電池供電。目前的鉛酸電池可以勝任這項工作,但需要每隔幾年更換一次,而 A123 的新型鋰離子電池的使用壽命可能與汽車一樣長。A123 的電池稍貴一些(每個電池大約貴 250 美元),但重量也輕一半,體積小 30%。博爾加薩諾表示,一家未具名的德國汽車製造商已承諾在即將推出的微型混合動力汽車中使用這些電池,該汽車將於 2013 年生產,A123 Systems 公司也希望作為傳統汽車的起動電池進行競爭。
然而,汽車並不是唯一的應用。即將從 A123 在密歇根州的製造工廠大量生產的 20 安時電池可以為 電網提供備用電源,或為手機訊號塔供電,這歸功於它們的長壽命、小尺寸以及無需主動冷卻系統。該公司計劃於 2013 年開始銷售這些電池。
首先,該公司將不得不生存下去,因為其財務報告顯示,該公司正在耗盡現金儲備並 報告鉅額虧損,部分原因是電動汽車製造商 Fisker 的困境,後者採用了 A123 技術。由於 A123 不得不召回在其密歇根州利沃尼亞工廠生產的用於 Fisker Karma 的缺陷電池,這些困境更加複雜。“事實勝於雄辯,”張伯倫說。“我希望這是真的,我希望他們能在春天開始銷售電池。”