电动车一个重要的课题是要提高续航里程。比如日产聆风(LEAF)就在逐年增加电动里程 – 从2012年的120公里到最新2016年的170公里。宝马i3也计划在2017车款将里程提高到200公里。目前i3一次充电可以跑130公里。
现在市场上电动里程最长的电动车是特斯拉Model S 90D – 432公里。这款车配备90千瓦时(度电)电池包。单体电池所用负极材料含高能量密度硅材料。(请见以前文章特斯拉Model S新一代90 kWh含硅锂离子电池猜想)另外,奔驰等车厂正在开发500公里的电动车。
三星SDI在最近的2016底特律车展上展出了下一代低高度包(”low height pack”)方型电池设计。使用此种单体电池,电动车续航里程可以从500公里提高到600公里。续航里程的增加是因为电池能量可以提高20-30%。目前这款电池的具体指标还没有公开报道。三星SDI计划在2020年开始量产。
目前电动车每千瓦时(度电)可以行驶6公里左右。从理论上来说,即使使用现有的单体电池技术组装电池包,也可以支持电动车行驶600公里。只是这样的电池包需要装足够多的单体电池来满足能量需要,所以会很大很重。如果用上边的数字简单计算,600公里需要100千瓦时(度电)的电池包。当然,实际上600公里需要比100千瓦时(度电)更大的电池包,因为增加电池重量会降低每千瓦时(度电)的行驶里程。一个例子是大众最近推出的BUDD-e概念电动车。它配有101千瓦时(度电)电池包,但是只能行驶370公里,因为车重。
上面的计算看起来容易,实际上轿车上的空间很难容纳这么大个的电池。特斯拉Model S整个底盘已经被用来装电池包。如果汽车大些可以容纳大个电池,但自然车重又降低了能耗效率。所以,用目前的电池去达到600公里有难度。我们需要能量密度更高的电池,这样电池在能量相同的情况下重量和体积都要小。
所以,三星SDI这次推出的电池应该具有更高的能量密度。
三星SDI现有的60安时的方型电池能量密度应该在130瓦时/公斤。宝马i3用的应该是这款电池。2017款i3可能使用94安时的单体电池,电动里程增加到200公里。那么这款94安时的电池的能量密度应该在190瓦时/公斤。
三星SDI自己的路线图计划在2019年达到250瓦时/公斤。时间上和这次展出的支持600公里的产品相近。而且250瓦时/公斤比前面190瓦时/公斤增加30%。有传言说三星SDI在研发120安时的单体电池。那么支持600公里的电池会不会是120安时,250瓦时/公斤?
另一款电动车大众e-Golf用的是松下25安时方型电池,能量密度为170瓦时/公斤。有报道称2017款e-Golf将使用37安时的电池,里程增加30%。那么能量密度应该在220瓦时/公斤。
去年,日立公开了335瓦时/公斤,30安时的原型电池。公司计划在2020年开始量产。