硅阳极电池是何物 能解决续航焦虑?

  •   2022-05-19/15:22
  • 电动车续航无法令人满意,很重要的一点原因是电池本身的自重。同一款车型的燃油版随随便便就比纯电版轻出百分之二十的重量。往往更高级的车型为了做出漂亮的续航就会搭载更大的电池,而更大电池自重又会对续航造成负面影响,这一点放在奔驰G的电动版上就很能说明问题。

    众所周知,奔驰G是一台大尺寸的硬派SUV,其车重超过2吨,为了驱动如此庞大的车身奔驰给其配上了一台4.0的V8引擎,但是为其提供能源的油箱其实和普通奔驰没啥区别,但奔驰G如果要推出纯电版呢。

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    奔驰EQG概念车曾在2021年9月的慕尼黑车展上首发,虽然概念车已经非常接近量产版本,但是奔驰计划其量产版车型将在2024年开始生产,并于2025年推向市场。作为奔驰G级的纯电动版车型,该车的续航问题将是重中之重。据悉,新车将会采用硅阳极电池,使电池能量密度提升20%-40%,从而解决续航问题。

    据悉,奔驰EQG的供应商或将是来自美国加州的初创公司Sila Nanotechnologies,该公司在去年发布了Whoop Strap 4.0,通过硅阳极取代石墨阳极,使电池能量密度可提升20%-40%,同时还会提高电池寿命。

    具有高能量密度的下一代固态电池并未摆脱现有动力的设计思路,但这对电池充电率和充电过程中需要升高温度带来了限制。硅阳极克服了这些限制,在室温到低温下允许更快的充电速率,同时保持高能量密度,比当今商业锂离子电池中最常用的石墨阳极高10倍。

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    但是,上述表现还停留在实验室,以目前的技术水平,如果用采用硅基材料作为电池阳极,代替现有的石墨阳极,电池的效能将提升20%,进一步优化可以将效能提升40%,可以让电池更轻、更安全,同时能量密度更高。从在情况看来,硅阳极电池技术还是比较确定的,但商业化估计尚需二年左右。

    目前,电动汽车普遍使用的锂电池阳极主要由石墨制成,但石墨的利用率已接近理论极限。相较于石墨,在阳极使用更多硅材料的动力电池,其功率更大、充电速度更快,并且碳足迹较目前的电池更小。这意味着,电动汽车能够在维持与当前相同的续航里程情况下,减少电芯的使用数量,从而降低电池组的整体成本和尺寸。

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    从各个厂家的动作来看,硅阳极电池应该会成为未来几年的主流。2019年,作为领投方的梅赛德斯-奔驰宣布投资Sila Nano,投资规模达到1.7亿美元;而此前一年,宝马与Sila Nano建立长期合作,共同为汽车市场开发Sila Nano的硅阳极材料。保时捷也向另一家初创企业Group14注入了1亿美元,该公司同样旨在为高性能车辆开发和生产硅基阳极电池。

    除了更高的电池效能以及更短的充电时间,阳极产品不会让制造工艺更加复杂,硅基材料阳极将直接代替石墨,电池工厂不需要更改制造工艺和制造设备。更低摩擦成本也是硅阳极电池备受厂商青睐的原因。我们不能说硅阳极电池会像救世主一般解决续航焦虑,但是相比现有动力电池还是能大幅提高电动车的续航水平。


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