日本又贏麻了?研發容量超8倍的新電池,新能源市場要變天了嗎?

科普足跡 發佈 2024-04-29T17:41:01.140461+00:00

日本推出新型鋰電池,新能源市場要變天了嗎?日本電動汽車能不能崛起?說起新能源汽車,目前世界上只有兩個國家做的最好,一個是美國一個就是中國。

日本推出新型鋰電池,新能源市場要變天了嗎?日本電動汽車能不能崛起?

說起新能源汽車,目前世界上只有兩個國家做的最好,一個是美國一個就是中國。新能源汽車市場被中美占據,作為老牌汽車工業國家的日本自然是非常著急,因此在2021年,他們推出了一款新型鋰電池,據說這種電池的能量密度是磷酸鐵鋰的8倍。有了這款電池,日本的新能源汽車就能夠追趕上中美嗎?

日本人這次推出的電池名叫鋰硫電池,鋰硫電池是以鋰為負極,硫為正極,當電池對外放電時,鋰原子失去電子並且與正極的單質硫發生化合反應,生成硫化鋰。硫化鋰會溶解到電解液中,鋰硫電池的電解液主要是由硝酸鋰組成。當充電時,電解液里的鋰離子會被還原成單質,如此循環就可以實現充電與放電。

可以看出,鋰硫電池的放電機理與我們現在常見的鋰電池有所不同,鋰硫電池的反應機理是電化學放電,而三元鋰和磷酸鐵鋰主要是離子脫嵌反應。在反應機理方面,鋰硫電池和我們常見的鉛酸電池屬於同一類型。

鋰硫電池究竟有哪些優點?

首先鋰硫電池的製造成本低,正極原材料是單質硫,因為是電化學放電,所以不需要三元鋰或者磷酸鐵鋰那樣昂貴的催化劑。硫在地球上的分布範圍也比較廣,所以這款電池一旦量產,那麼它的價格只有三元鋰電池的1/2

其次是能量密度大,如果鋰硫電池的負極金屬鋰全部反應完,那麼在這種理想條件下,鋰硫電池的能量密度能夠達到2600W/KG。只需要30kg的電池組,就能讓豐田旗下的A級轎車跑700公里。能量密度是三元鋰電池的6倍,磷酸鐵鋰電池的8倍,鈦酸電池的20多倍。

既然有這麼好的電池,為什麼日本不將它推到市場上去呢?

其實鋰硫電池的研發時間很早,在上個世紀日本人搞出鋰電池後,就曾用硫做過正極材料,但是反應效果很不好。2013年,日本人又重新建立實驗室研究鋰硫電池。鋰硫電池有個致命的缺點,電池放電的產物硫化鋰會和電解液相互作用,形成一種糊狀的流體,看著和貼對聯時使用的漿糊差不多。放電越久,電解液越濃稠,電阻就越來越大,鋰離子運動的速度就會越來越慢,最終放不出電。

如果你的電動車用了鋰硫電池,那麼在起步階段電池的電量很足,走到半道時電動車就會越來越慢,因為鋰硫電池放出的電流越來越少。這時你再看看電量表,只有一格不到的電量,這樣的電池誰能受得了?

鋰硫電池雖然能量密度很高,但我們要注意,前面所說的2600W/kg的能量密度是在理想的情況下計算出來的。要是按照理論計算,能量密度最大的是鋁空氣電池,它的能量密度極限為8200w/kg,這比鋰硫電池高多了。

中國也在研究空氣鋁電池,而且還做出來了,但是放電效率非常差,只能帶動一個發光二極體。鋰硫電池的這個缺點如果不能改進,那麼是無法推向市場的。

如果鋰硫電池的技術成熟,日本能夠在電動車領域占據一席之地嗎?

這壓根沒有可能,世界上的鋰礦現在都掌握在中美手中,只要日本的電池還在使用鋰作為負極,那麼它就繞不開中美的限制。

目前新能源汽車剛剛崛起,市場前景廣闊,面對這塊大蛋糕中美兩國不會讓日本來瓜分,德國汽車工業比日本還要強,照樣需要抱中國的大腿。去年舒爾茨訪華,身後就跟著德國汽車工業的龍頭大佬,目的就是想和我國合作,以完成德國汽車工業的新能源升級。

去年寧德時代就推出了鈉離子電池,這款電池的能量密度雖然比不上鋰硫電池,但是它的正負極材料非常便宜,石墨和納在地球上到處都是,鋰硫電池根本比不了。

世界上第一個石墨鋰電池出自日本的實驗室,為此日本的吉野彰還拿了一個諾貝爾獎,但是日本人一直痴迷於氫能源的研究,整個國家都把寶放在了氫能源身上,鋰電池研究一直停滯不前,「起了大早,趕了個晚集」。

這也和日本人的性格有關,日本人在性格上有兩個特點,一個是保守,另一個是喜歡豪賭,這兩個特點共同影響了日本新能源的發展。去年豐田汽車的掌舵人還在說電動汽車是異端,只有油車才是正道。正是由於這種保守的觀點,導致了日本汽車工業的沒落。

2022年,日本汽車出口量為350萬,仍然位居世界第一,不過相比於2021年,總量減少了8%。2025年中國全面禁售燃油車,這將會給日本汽車工業致命一擊。現在日本大肆鼓吹技術還不成熟的鋰硫電池,可以看出他們確實很著急。

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