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媒体报道

清华大学何向明:五分钟实现电车快充?很难,快充材料与快充电车相差很远

时间:2024/2/6 23:36:37  作者:搜狐科技  来源:搜狐科技  查看:7671  评论:0
内容摘要:搜狐科技《思想大爆炸——对话科学家》栏目第64期,对话清华大学核能与新能源技术研究院新型能源与材料化学研究室主任何向明研究员。嘉宾简介:何向明,研究员,清华大学核能与新能源技术研究院新型能源与材料化学研究室主任,锂离子电池实验室主任。聚焦锂电池及关键材料研究及工程化近30年,重点...

搜狐科技《思想大爆炸——对话科学家》栏目第64期,对话清华大学核能与新能源技术研究院新型能源与材料化学研究室主任何向明研究员。

嘉宾简介:

何向明,研究员,清华大学核能与新能源技术研究院新型能源与材料化学研究室主任,锂离子电池实验室主任。聚焦锂电池及关键材料研究及工程化近30年,重点围绕锂离子电池的电性能及安全性关键科学问题,以材料化学为核心,通过多学科协同的创新解决锂离子电池中的关键材料技术、关键设计及制造技术及关键测试评估技术,获发明专利授权500余项,著有《锂离子电池正极材料规模化生产技术》、《聚合物性能与结构》等专著。

清华大学何向明:五分钟实现电车快充?很难,快充材料与快充电车相差很远

划重点:

1.研究只是发现了铟改性金属锂这种极具潜力的快速充电材料,和快充电动车并没有什么关系。

2.快速充电的材料很多,但能不能做成动力电池,做成电池后电车能不能用,都未可知。

3.三五分钟把电车充满电是工程上较难实现的事情,根据实际情况挑选汽车类型才是最重要的。

4.电车用户的“里程焦虑”不会消失,没有里程焦虑就没有电动车技术进步的驱动力。

5.目前锂电池行业仍面临着寿命、成本、高低温性能、制造技术等问题,需要慢慢克服。

6.未来还是会在现有锂离子电池基础上不断进行革新和创新,电动车电池在技术上不会有颠覆性的改变。

出品|搜狐科技

作者|周锦童

临近岁末,归家的信号再次来临。

春运出行,不少人都会选择自驾开车回家,方便又灵活。但选择跑高速又让许多电车用户犯了愁,不少用户表示:“跑高速太费电,续航显示还有100公里就要想着充电,到了才发现充电都排不上队。”

但如果能有一款快速充电的电车,或许就能让这些电车用户少些“里程焦虑”。

近日,有报道称美国康奈尔大学科学家研制出一款新型锂电池,可在5分钟内完成充电,速度快于市场上其他同类电池,且历经数千次充放电循环后仍能保持性能稳定。

对此,搜狐科技对话了清华大学核能与新能源技术研究院新型能源与材料化学研究室主任何向明研究员,他表示:“很多报道并不准确,都在博人眼球,读了论文就会发现,研究只是发现了铟改性锂金属这种极具潜力的快速充电材料,和电动车快速充电并没有什么关系。”

三五分钟把电车充满电是工程上很难实现的事情。

“其实不用我说靠不靠谱,你自己算算就知道了。”何向明一副胸有成竹的样子,笑着对搜狐科技说道。据悉,何向明曾在2018年10月《储能科学与技术》期刊上发文仔细分析过“锂电池电动车极快速充电的科学与工程问题”。

一辆电动汽车行驶500km大概需要75度电,在电压是400V的情况下,需要2250A的电流才能实现5分钟充满电,而目前电动汽车最大充电电流约200A,我们手机充电时流入手机的电流不过1-5A。

“电流越大用的电线越粗才可以降低电阻、减小损耗,所以从这个角度来看,可能需要上百公斤的电缆才可以,所以五分钟充电是很难实现的。”何向明如是说。

何向明表示,纽扣电池十秒钟充满是没有问题的,目前已经实现了,但那是体量非常小的电池,并不足以支持电动汽车,像上述这种能快速充电的材料数不胜数,但这个材料能不能做成动力电池,做成电池后电车能不能用,都未可知。

“不过以我的经验来看,不太可能成功。”这并非是何向明过于自信,其实有关快充的尝试从未停歇。

何向明向搜狐科技讲述了十年前斯坦福教授的一个经典案例:在science杂志上,有位教授将铝离子电池快充的优秀性能展示地淋漓尽致,一分钟就可以充满并且进行循环,发表文章后,该技术在深圳进行了产业化尝试,当然,做出电池也并不难。

“那你猜猜现在这个公司怎么样了?”何向明微微一笑问搜狐科技,“按照常理来说可能运转的非常好,不过这个公司现在也没有做出快充电的电动车电池。”何向明如是说。

何向明指出,最大的原因是“比能量”太低,许多科学家并没有工程经验,作为一个商品,能不能实际应用才是关键,只满足快充一个性能并不足以支持庞大的系统运转。

“这个铝离子电池可能还存在着能量密度低、低温充放电性能差以及安全性差等问题,所以想要产业化必须要满足多种性能才能满足商品的需求。”何向明如是说。

此外,何向明还举了另外一个例子。上海也曾经做过电容器电动车示范线的尝试,对公共汽车上设计的非常好,每到一站上下车需要一两分钟,那么用这个时间充满电,到下一站再继续充电,这是一个非常理想的状态。

“但这也是不行的,如果某一路口有堵车的情况发生,就没有办法赶到下一站充电,每次都需要救援拖车,导致道路混乱拥堵,最终还是放弃了。”何向明讲述道。

“里程焦虑”不会消失,没有焦虑就没有技术进步驱动力

谈及目前电车用户“里程焦虑”的问题,何向明则表示:“不会消失,永远存在。”

何向明对搜狐科技说:“大家脑子里老是有一个定格,燃油车三五分钟就可以加满油,但电车却要充电很久,所以在这种情况下大家会对电车有许多想法和期待,但实践起来是很难的,这是两个完全不同的概念。”

“目前里程焦虑问题是不好解决的,如果在城市里使用电车还是很方便的,但如果跑长途就会出现各种问题,尤其是过年过节矛盾更突出了,但现在也在慢慢解决,比如针对充电桩少的问题,可以使用机器人移动充电宝,也是非常方便的。”何向明如是说。

但何向明坦言,这种“焦虑”也并非是坏事,是真正驱动市场技术发展的动力,而也正是这种焦虑使得科学家和工程师将电池寿命做的更长、性能做的更好。

谈及锂电池的安全问题,何向明表示:“现在锂电池的制造水平已经非常高了,基本上不会出现自燃事件,可能某些电动自行车没有把控电池质量才更容易出问题。”

搜狐科技也好奇地向何向明提了一个“灵魂问题”:“如果让您选择,您会选油车、电车还是油电混合车呢?”

对此,何向明答道:“其实这是个无意义的问题,最重要的是根据实际情况选择,比如我有一辆油车,为什么我还要买其他的呢?对你来说,在北京电车车牌可能更好排队一些,你肯定会牌子优先,恐怕没有机会挑什么车吧。”

目前我国锂电池行业已走在国际前列,但仍存在许多挑战

何向明聚焦锂电池及关键材料研究及工程化已经近30多年,谈及目前我国锂电池发展情况,他表示,通过30年的发展,无论是在产业还是在技术研究创新方面,中国都处在国际领先地位了。

“20年前,锂电池充电最快也要两个小时,而现在半个小时都可以很轻易地做到了,就像我们手机的快充、闪充一样,技术进步是非常快的,所以人们的期望也是推动科学技术进步的一大动力。”

尽管如此,目前锂电池行业在技术方面还面临许多挑战。“最大的挑战就是寿命问题,此外像制造成本问题、高低温性能问题、制造技术问题,都需要慢慢克服,而且随着锂电池行业的不断发展,像无人机、飞机等移动能源也会慢慢细分市场化。”何向明如是说。

许多问题并非一蹴而就,都是一点一点克服解决的,“未来还是会在现有锂离子电池基础上不断进行革新和创新,在技术上不会有颠覆性的改变。”何向明如是说。

对话最后,何向明对搜狐科技表示道:“近几年锂电池行业的发展势头是非常好的,每年都有许多创新的企业不断发展,我认为还是十分值得期待的。