自2010年開始，關(guān)于電動汽車元年到來的預(yù)測就沒有斷過，但續(xù)航低、充電慢等問題一直得不到解決。日前，電池終于有了突飛猛進的發(fā)展，這些電池技術(shù)會徹底治好你的續(xù)航焦慮癥，充滿一次電至少跑2000公里，真香！

說起“電池”一詞你最先想到哪個品牌？不少人會想到三星。三星Galaxy Note7上市一個月就發(fā)生了三十多起電池爆炸和起火的事故，吹了三四年的石墨烯電池至今也沒能量產(chǎn)。自2010年開始，關(guān)于電動汽車元年到來的預(yù)測就沒有斷過，但續(xù)航低、充電慢等問題一直得不到解決。直到最近的幾個月時間，電池終于有了突飛猛進的發(fā)展，各品牌各研發(fā)團隊可謂“八仙過海各顯神通”，這些電池技術(shù)會徹底治好你的續(xù)航焦慮癥，充滿一次電至少跑2000公里，真香！

1.超級快充——石墨烯電池

石墨烯是一種由碳原子組成的六角型呈蜂巢晶格的二維碳納米材料，以其優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)、力學(xué)特性被稱為革命性材料。5月13日，廣汽新能源對外宣稱，基于三維結(jié)構(gòu)石墨烯（3DG）材料的“超級快充電池”將在年底搭載于實車上，并由廣汽新能源Aion車型使用相關(guān)技術(shù)成果。

廣汽新能源早在2014年便開啟了對石墨烯技術(shù)的研發(fā)，6年間逐步掌握了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的三維結(jié)構(gòu)石墨烯材料的制備和應(yīng)用技術(shù)，現(xiàn)已完成電芯、模組、電池包樣件的測試工作。在實車測試中，石墨烯電池僅需8分鐘就可以將空電池充電至85%，且電池壽命和安全性均已達到使用標(biāo)準(zhǔn)。希望廣汽新能源能夠說到做到，將這一久違的黑科技盡快投入量產(chǎn)。

2.獨特結(jié)構(gòu)——刀片電池

3月29日，比亞迪發(fā)布了一款結(jié)構(gòu)獨特的“刀片電池”，王傳福在發(fā)布會上表示：“‘刀片電池’將把‘自燃’這個詞從新能源汽車的字典里徹底抹掉。”顧名思義，刀片電池讓電芯像“刀片”一樣堆疊在電池包里面，使得空間利用率比傳統(tǒng)電池提高了50%左右，雖為磷酸鐵鋰電池，卻在續(xù)航里程上比肩三元鋰電池。此外，“刀鋒面”擁有與生俱來的超高強度，不容易發(fā)生彎折。

關(guān)于刀片電池不會自燃這一優(yōu)點，通過一組針刺試驗便可直觀了解。目前應(yīng)用最廣泛的三元鋰電池，在鋼針刺穿后表面溫度瞬間超過500℃并開始劇烈燃燒；而續(xù)航稍弱、穩(wěn)定性更高的傳統(tǒng)磷酸鐵鋰塊狀電池，針刺之后雖無明火但有煙，表面溫度也達到了200℃-400℃。而刀片電池在在針刺后無明火、無煙，電池表面溫度維持30℃-60℃左右，就連放置在表面的雞蛋也絲毫無損。刀片電池已經(jīng)隨著比亞迪漢在歐洲首發(fā)，并將于6月在國內(nèi)上市。

3.價格親民——無鈷電池

相比于鋰離子電池中的其他元素而言，鈷（Co）元素是非常短缺的，鈷價更是在2017年便突破了40萬元/噸天際。所以在保證電池穩(wěn)定性的情況下，用的鈷越少，成本也就越低，而目前市場上所看到的811（鎳、鈷、錳（鋁）元素比例為8：1：1）三元鋰電池的配比已經(jīng)是極限。今年2月，特斯拉透露了將使用無鈷電池的消息，立馬造成了鈷材料市場股價的大跌。5月11日寧德時代也明確表示，將對特斯拉供貨并將合作擴展至海外，正在自主研發(fā)無鈷電池等。

事實上早去年7月9日，蜂巢能源召開的產(chǎn)品發(fā)布會上便已發(fā)布了“全球首款NMx無鈷電池”。目前蜂巢能源的無鈷材料已完成百公斤級試產(chǎn)，采用該無鈷材料的電芯產(chǎn)品同步開發(fā)中，能量密度達到240-245Wh/kg。此外，蜂巢能源還采用了疊片式的電芯形狀和結(jié)構(gòu)，使得能量密度提升5%、循環(huán)壽命提升10%、成本降低5%。蜂巢能源將在5月18號舉辦名為《無鈷，芯未來》的線上發(fā)布會，非常值得期待。

4.加倍儲能——鋰硫電池

車用動力電池的平均能量密度只有200Wh/kg，達到240Wh/kg則算得上是極高了，在這一瓶頸多年無法突破之后，鋰硫電池出現(xiàn)了。2018年10月，日本海軍“蒼龍”級潛艇“應(yīng)龍”號服役，以柴油機+鋰硫電池為動力，其中鋰硫電池能量密度驚人地達到了500wh/kg。該潛艇裝載電量近1萬度，擁有復(fù)合散熱技術(shù)，鋰硫電池具備快速充放電功能，是全球首款“新能源技術(shù)軍用化”的潛艇。值得一提的是，該潛艇核心技術(shù)全部是由豐田、湯淺、東芝、三菱等供應(yīng)商提供的，與新能源技術(shù)民用化有著不可分割的關(guān)系。

來自英國的OXIS能源公司近日宣布，將與巴西的開發(fā)公司CODEMGE一起合作，在巴西建立世界上第一座鋰硫電池工廠。按照OXIS能源公司的計劃，第一階段租用約20，000平方米的土地，實現(xiàn)每年生產(chǎn)500萬個鋰硫電池，每年總產(chǎn)能或不超過幾百兆瓦時。OXIS能源公司表示，所生產(chǎn)的鋰硫電池能量密度將不低于400 Wh/kg，目標(biāo)應(yīng)用包括航空、國防、電動汽車和船舶等。

鋰硫電池的理論能量密度可以超過1000Wh/kg，若技術(shù)成熟后大規(guī)模搭載于民用汽車上，2000公里的續(xù)航里程也是非常容易達到的。

5.全新工藝——鈦、錳顆粒研磨制作電極

在目前的大部分研究中，往往都是通過新化學(xué)元素或新結(jié)構(gòu)獲得更好的電池，但很少有人想到生產(chǎn)工藝不僅可以提高效率，更能代替電極中的鈷和鎳。近日，日本橫濱國立大學(xué)研究人員在一個看似簡單的銑削過程中，發(fā)現(xiàn)了全新的結(jié)論。

目前所使用的電池的最大問題是交換速度太慢，研究人員意識到粒子的大小可能是原因之一，因此決定通過機械工藝將鈦和錳顆粒研磨成納米級。用這些納米級粒子制成的電極展現(xiàn)出了極強的電子和鋰離子交換特性，有助于電池容納并配送更多的電荷，同時對電池壽命也沒有負(fù)面影響。研究團隊負(fù)責(zé)人藪內(nèi)直樹教授表示：“鈦和錳都是豐富的元素，這意味著我們可以做到更高的成本效益，而無需用當(dāng)前電動汽車所用的鎳和鈷離子以及用這些元素制成的高性能電極材料。”

如果鈦和錳真能有效地替代電池中的鈷和鎳，將極大地降低電池原料的供應(yīng)壓力，希望這項研究可以順利進行。

6.自然環(huán)?！Ｋ姵?/p>

目前全球主要的鋰金屬原材料都是從富含鎂和鉀的鹽水中提煉出來的，而鋰鹽的過濾和提純則需要耗費大量水資源。含有有毒化學(xué)物質(zhì)的鋰礦廢水會重新滲透到生活用水系統(tǒng)當(dāng)中，影響地下水、農(nóng)業(yè)灌溉、人畜飲用水資源等，鈷、鎳等重金屬所帶來的危害則更大。

不久前，IBM的科學(xué)家們設(shè)計出了一種全新的電池，這種電池的主要成分是海水中的礦物質(zhì)，不僅原材料容易獲取，更不會對生態(tài)環(huán)境造成破壞。在IBM目前的測試中，空電池只需不到5分鐘就能達到80%的充電狀態(tài)，再加上原材料價格相對較低，快速充電、低成本電動汽車的目標(biāo)將有可能通過這種全新的電池實現(xiàn)。IBM表示，目前已經(jīng)開始與包括梅賽德斯-奔馳在內(nèi)的其他幾家公司合作推進這項技術(shù)。除了環(huán)保以外，這一技術(shù)同樣有助于消除電池生產(chǎn)中對重金屬的依賴，有著巨大的潛力。

7.“真”新能源——氫燃料電池

電池只是一種儲能技術(shù)，它所儲存的電力仍然來自現(xiàn)有電網(wǎng)。如果發(fā)電廠的電力源頭不是來自清潔能源（水電、風(fēng)能、核能等）而依然是火電的話，電動汽車相較于燃油汽車其實只是換了一種排放形式而已。而如果非要將電池叫做“新能源”的話，那么目前似乎只有氫燃料電池?zé)o愧于這一稱呼。氫燃料電池不存在排放問題，氫氣和空氣中的氧氣在相對低溫的環(huán)境下完成反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物只有水，效率能夠達到60%以上，且加滿氫僅需4分鐘左右與燃油車無異。

寶馬在2011年與豐田共同簽署了合作備忘錄，2013年開始攜手研究氫燃料電池技術(shù)。2019年，寶馬在法蘭克福車展上正式發(fā)布了基于X5打造的i Hydrogen NEXT車型，該車采用氫燃料電池作為動力系統(tǒng)，更是對寶馬與豐田合作成果的展示。不久前，寶馬公布了i Hydrogen NEXT的動力總成，集成式電驅(qū)單元來自現(xiàn)有的寶馬第五代eDrive，續(xù)航里程將不亞于豐田Mirai的483km。

有預(yù)測表明，2020年底全球加氫站保有量將超過435座，2025年則有望超過1000座，氫燃料電池也許才是最終勝出的那一個“真”新能源。

看完這一系列的研究成果，特別是出身軍工能跑2000公里的鋰硫電池之后，相信許多和我一樣原本戴著“有色眼鏡”的朋友們，可能會對汽車電動化這個趨勢重拾一些信心。2020年能否成為電動汽車元年？讓我們拭目以待。