五千年(敝帚自珍)

主题:【原创】锂离子电池,你的第二个春天在哪里?开篇前的话 -- 菜菜丛

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家园 【原创】锂离子电池,你的第二个春天在哪里?二

牛郎织女的故事相信大家熟的不能在熟了,如果把锂电池的正极当作织女的话,那锂金属负极就是牛郎,挡住它们的隔膜就是那条银河。可是,就连浩瀚的银河也没有能够隔断牛郎织女的恋情,又何况这薄薄的隔膜呢?于是牛郎的思念就沿着他脸上的青春痘疯涨起来,越涨越长,终于冲破了那层阻碍,彼此相拥。也许是分别的时间太久,这短短的一拥,就让整个世界燃烧起来,虽然爱情之火照亮了对方,却也葬送了锂电池做为二次电池的短短一生。聪明的人们试图弥补这一切,他们想尽一切办法来让牛郎不在思念织女,比如说让他体验一下断背山般的恋情。从某种程度上来说,人们成功了,如果牛郎没有英年早逝的话。

巨大的挫折虽然没有能够挡住人们对锂电池的渴望,却迫使人们另辟奚径。这次让我们把目光从倒霉的加拿大人身上收回来,放在我们东边的邻居上吧。用金属锂做二次电池是行不通了,那我们还有没有别的方式来利用锂呢?既然正极可以脱锂和嵌锂,为什么负极就不行呢?应该说,这个想法绝对是个天才的想法,虽然它看起来如此的简单。然而,光有想法还不行,因为顾客要的是实实在在的电池,而不是天才的想法。这个就需要汗水加运气了。这次,命运之们被日本人推开了。

家园 更新光荣

家园 热烈期待

硅谷的Tesla电动汽车也是用锂电池,256马力,250英里行程,用110伏市电只要3.5小时就可以充满,我真不明白他们是如何打破能量守恒定律的。110伏市电的一个回路额定不超过1500瓦,3.5小时就是5.25度电能。即使以最经济的50英里/小时速度恒速前进,那就是5小时续航时间。忽略启动时的额外消耗,那也是只要1千瓦就可以维持速度?这也太神了吧?那么大一个电池组散热消耗的功率可能都要那么多。

家园 Telsa好像有大金主支持

公司的网站链接在这儿

外链出处

家园 Telsa可以期待啊!

今天详细看了看这个公司的网站,同时放狗找了些新闻和评论:

Wikipedia的条目:

外链出处

Wired一篇报道写得很有意思:

外链出处

和我原来想的不同,这个全电驱动的原型不是自己刚搞出来的,而是从其他已经试验过的方案上发展而来,应该是比较成熟了。

From Wikipedia:

The Roadster was developed in collaboration with Lotus and AC Propulsion. Roadster propulsion technology is principally matured from that seen in the tzero, Venturi Fetish, and Wrightspeed X1.

本人不太懂这方面的技术,只是看明白了这个家伙是用交流电机驱动,采用了两级顺序手动变速(Two-speed sequential manual,不知道这样翻对不对),同时也采用了混合动力车上成熟的刹车电能回收技术。在技术上,不知道他们是怎么解决的直流-交流变换问题,晨枫应该很有兴趣研究一下。我的感觉是全电驱动也许比我们想象的要来得快。

给我感觉很深的是这个公司的营销策略。这个Martin Eberhard选择跑车作为全电车的突破口是非常聪明的,虽然他的本意也许只是想造一台自己喜欢的车。一般人可能会认为全电车省油经济,当然应该主打这个省油的牌,定位在中低端家庭用车市场,但是这恰恰是个坏的选择。因为这个市场本身竞争已经非常激烈,而且有GM全电车失败给人们的负面印象,作为一个新创公司要在这个市场闯出来非常困难。从成本上分析,新公司新产品小批量生产的成本通常比较高,无法与现有产品在价格上竞争。从顾客心理分析,这个市场的顾客会在意费效比分析,比较保守,不会投资在一种没有经过考验的新技术上,哪怕你再省油,经常出问题的车穷人是养不起的。

Martin Eberhard另辟蹊径,走运动跑车路线是明智之举。这样首先的好处是可以充分发挥全电车的性能优势,有非常好示范效应。具体什么性能优势,我这个外行就不多说了,只列几点:电机扭力大,加速快;传动系统和锂离子电池重量轻;跑车本身是轻地盘的设计,可以将这些长处发挥到极致。想想,4秒加速到60km/h是多大的吸引力!这些卖点可以使公司合理收取一个相对高的价格(目前是100000美元左右,在高级跑车里应该不算贵的吧)。同时这个市场的顾客比较前卫,容易尝试新产品新技术,也使得这个全电跑车容易被接受(目前头200辆已经预售一空,将会在2007年交货,这个公司在接受2008年的订单)。如果这个市场成功了,所带来的示范效应是很强的,公司将可以比较顺利地进攻其他市场。

家园 希望他们不负众望吧

全电驱动不是新技术,Tesla的特点是用锂电池,而不是铅酸电池。Tesla的锂电池组重900磅,不轻。直流变交流好像没有太好的办法,一般就是斩波,用开关电路把直流“斩”成方波,然后再用带通滤波器把方波滤成一定频率的正弦波。这个过程是有损耗的。Tesla吹得很厉害,但疑点也不少,像我楼上说到的充电时间和续航时间的问题。要是用1千瓦就能维持中等速度的匀速运行,那这个技术本身就应该推广到所有汽车上。那减少多少风阻和摩擦阻力啊。

家园 你的计算可能有错

市电进线电流可以达到50安.这样算起来,每小时可以充电5.5度. 如果是特殊的220V(有的住宅提供这样的工业级电压),电流达到100安的话,每小时可以充到22度电.

这样算起来就不算很离谱了. 当然,十几个千瓦的功率还是有点少.不过也不能说完全不可能了.

家园 No in Japan
家园 难得的技术帖

相对一柱老兄水贴,哈哈

家园 有个问题,这个汽车上用的锂离子电池到底是哪一种?

楼主似乎强调的只是汽车上用的这种大容量的锂电池,不知属于我用过的锂电池否?我只用过三种锂电池,

1. Lithium battery

我用过energy的AA 1.5v,也就是五号电池,或者是纽扣电池.

2.lithium-ion battery

这个是笔记本上常用的电池,比较稳定.

3.lithium-polymer battery

这个是我用过的充电时最危险的电池,要求充电必须由人在场,并且对于充电电流有种种要求. 否则甚至有可能爆炸,但同时这款电池非常轻.11.1V 1900mah只要4.8oz,

据说ipod的上面用的也是里电池,又是那一种呢?

抛砖引玉.

家园 期待. 上花上宝

恭喜:意外获得【西西河通宝】一枚

谢谢:作者意外获得【西西河通宝】一枚

鲜花已经成功送出

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家园 等待菜菜丛的下文

等待菜菜丛的下文

我在深圳,还为朋友搞了一个电池贸易网

不过不怎么成功

家园 了不起,鲜花致敬
家园 好问题,在我的贴子中我会回答你的这些问题

请耐心等候,我发誓不会让你等很久的。

家园 【原创】锂离子电池,你的第二个春天在哪里?3

开篇之前,让我们先记住一个人的名字,J. Goodenough.这个名字起的好哇。名字好,学问作的更了不起,1980年,他和他的日本学生发表了一片论文,在这篇论文中,他们发现钴酸锂LiCoO2可以进行电化学脱嵌锂反应。这是个里程碑的工作,因为以前的正极材料相对性金属锂的电势只有1-2伏,和镍镉电池相比看不出优势来,可是钴酸锂就不一样了,它对金属锂的平均电势在4伏左右,和其他的二次电池相比高下立判。在后面,我还要提到这位美国德克萨斯大学老先生的名字。

书接前回,金属锂做二次电池的负极暂时是不行了,别的材料可不可以呢?这就需要进行大量筛选了。这次,命运之神青睐了日本人。

自然界赋予碳元素太多的神奇,钻石,石墨,活性碳,导电聚乙炔,富勒烯,碳纳米管。。。 。。。如果元素也有思想的话,它们会不会嫉妒上帝对碳的偏爱呢?

这次,又是碳元素催生了锂离子电池。1989年,夏普公司的开发人员发现高温裂解制备的碳可以发生电化学脱嵌锂的反应,更主要的是,它的电势只比金属锂高那么一点点,可以充分发挥正极的高电压优势,至此,正极,负极,电解液,都全了,就差邻门一脚了。1990年的2月,日本的索尼公司完成了射门,锂离子电池终于诞生了。 结束本节之前,让我们在回顾一下它的诞生过程吧

1958年 Harris 发明有机电解液

1975年 Iketa用二氧化锰做成锂一次电池

1976年 whittingham 发明锂二次电池

1980年 Goodenough 发明钴酸锂正极材料

1989年 Mohri发明碳负极

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