电动汽车：百万公里寿命电池研发
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本文部分参考7月31日出版《经济学人》杂志中的文章。电池是电动 汽车 最昂贵的部件，约占中型 汽车 成本的30%。电池老化，不但增加行驶途中电池耗尽的风险，还会迅速降低 汽车 的二手价值。电动 汽车 的锂离子电池会随着时间和使用而老化，其分别与电池材料退化和电池循环充放电所发生的化学反应有关。据估计，锂离子电池平均每年损耗2%的容量，一旦电动车电池的容量低于其初始值的80%，一般认为它不再适合在 汽车 上使用。#电动 汽车 # #锂离子电池#
电池是电动 汽车 最昂贵的部件，约占中型 汽车 成本的30%。电池老化，不但增加行驶途中电池耗尽的风险，还会迅速降低 汽车 的二手价值。为了让消费者安心， 汽车 制造商保证他们的电池使用年限，通常为8年或20万公里左右。然而，生产商现在计划更进一步，发射“百万英里”(160万公里)电池。宁德时代老总曾毓群在6月份表示，他们正在准备开始生产16年或200万公里的电池。埃隆·马斯克曾暗示，特斯拉正在研制一款百万英里寿命的电池。而在底特律，通用 汽车 公司正在开发一种类似寿命的高级电池。
对于现有电池技术，电池寿命很难保证。经常快速充电、过度充电和深度放电都会缩短电池寿命；在极热或极冷的天气里开车也是如此；即使你把车停在车库里，电池的寿命也会衰减。
电动 汽车 的锂离子电池会随着时间和使用而老化。“时间引起的老化”主要与电池材料逐渐退化有关，这种退化会降低电池的充电能力。“使用引起的老化”是由于电池循环充放电所引起的，它与电池工作时所发生的化学反应有关，尤其是部分副反应产生的有害物质，会损害电池寿命。
每个循环的放电和充电都会引起寿命折损。锂的反应性非常强，在电池充放电反应过程中很难阻止它与其他化合物反应，从而减少可用于存储能量的锂离子数量。更严重的是，当充电速度超过锂离子被阳极吸收的速度时，阳极表面可能会形成一层锂“镀层”，从而降低其存储容量。如果镀层导致树突结构的形成，且这些手指状的小纤维触及阴极，电池将短路，温度迅速升高，可能着火。
根据行业经验，一旦电动车电池的容量低于其初始值的80%，一般认为它不再适合在 汽车 上使用。据估计，锂离子电池平均每年损耗2%的容量，这意味着一辆使用6年的电动车，其使用寿命已经过半。
清除进入电池的杂质有助于延长电池的寿命。例如，水和电解质中的盐发生反应，其所形成的酸会攻击电极。为了防止这种情况发生，通用公司开发了一种由沸石制成的添加剂，以清除进入电池的水分。
在镍钴锰阴极(广泛应用于锂离子电池)中加入少量铝，一方面可以节省电池中最昂贵的钴元素，另一方面可提高电池的能量密度。这意味着 汽车 一次充电可以走得更远，并且电池使用寿命延长。通用公司将在一种名为Ultium的新电池中使用这种阴极，该电池是通用与韩国LG化学公司合作开发的。Ultium电池计划明年开始生产，该电池将为电动 汽车 提供650公里或以上的单次充电续航里程。
电动 汽车 在未来可能不仅仅是一种交通工具，还是一个移动储能站。一些计划设想，将电动 汽车 充放电与电网连接，以这种方式将风能和阳光产生的剩余电力储存起来，并在用电高峰时段释放出来，车主可以为此收取费用。
百万英里寿命电池也并不是工程师们的终极梦想。下一个目标是用固体电解质取代锂离子的液体电解质。这将使离子处于更严格的控制之下，从而突破更长的续航里程，这可能使200万英里的电池成为一个可行的目标。如果那一天到来，电池将从电动 汽车 第一个出现故障的部件变成最后一个。
所有图片均来自于《经济学人》杂志，侵删
