许多人认为更好的电动汽车的秘密是电池内的新型“果汁”。但在北京举行的一次会议上,专家们表示,真正的答案在于电池的“末端”,即阴极。本月,科学家和汽车制造商齐聚第三届中国固态电池创新峰会。他们讨论了为什么电动汽车即将进行重大升级。北京大学夏定国教授解释说,虽然大家都在谈论电解质,但正极才是能量的真正老大。
从早期开始,电动汽车就在电池中使用液体电解质。固态电池则不同,因为它们使用固体材料。人们想要它们是因为它们可以拥有更多的力量、更安全并且使用寿命更长。但有一个问题。如果没有更好的阴极,这些电池就只能停留在实验室里。该行业现在正在竞相解决这些固体部件如何更好地相互配合的问题——如果它们不能完美接触,电力就无法顺利流动。

一个大问题是某些材料太硬。例如,氧化物材料就像玻璃一样——它们非常坚硬。其他材料,如硫化物,需要很大的压力才能工作。这使得它们很难在工厂中建造。此外,当这些电池充电和移动时,材料会膨胀和收缩。这种微小的运动可能会导致裂缝。当裂纹发生时,电池将无法正常工作。科学家们正在测试“氟掺杂”来提供帮助,但即使这样也只能在电池停止工作之前充电约 125 次。
尽管存在这些问题,大公司仍在快速行动。全球最大的电池制造商宁德时代正在同时进行多项设计。他们有一种“凝聚态”电池,是液体和固体的混合物。该电池可容纳 500 Wh/kg 的能量。 CATL 计划到 2027 年开始在车辆中测试这些电池。他们今年还将建设一座试点工厂,以生产几乎同样强大的全固体电池。

比亚迪是这场竞赛中的另一个巨头。他们正在制造一种使用特殊硅基部件的硫化物电池。他们的目标是制造出容量为 400 Wh/kg、可充电 10,000 次的电池。这足以持续汽车的整个使用寿命,甚至更长。比亚迪甚至正在重庆建设一座 20 GWh 的大型工厂。他们希望在 2030 年之前在测试车上展示这些电池。
其他公司也不甘落后。国轩高科正在研发金石电池。该原型机的能量密度为360 Wh/kg,公司希望在2026年开始生产。赣锋锂业正在尝试一条不同的道路,使用锂金属部件。 Their batteries aim for 360 to 400 Wh/kg.尽管每家公司使用不同的化学品,但他们都有相同的目标:让电动汽车一次充电走得更远。

吉利和奇瑞等汽车品牌正在等待这些电池准备就绪。两家公司都计划到 2027 年让“示范车队”上路。这意味着普通人可能会在短短几年内开始看到这些汽车。东风汽车和广汽艾安等国有企业也参与了竞争。他们正在寻找不易着火且即使在非常寒冷的天气下也能正常工作的电池。
2026年是一个重大的转折点。今年,工厂从生产小样品转向生产足够的电池用于实际测试。虽然明天我们可能不会看到每辆汽车都使用这些电池,但道路是明确的。高端电动汽车可能会首先采用聚合物电池,而更便宜的汽车将使用更安全、成本更低的版本。但可以肯定的是,到本十年末,我们为汽车提供动力的方式将会发生很大的变化。