电动汽车究竟可以跑多远？（动力电池篇）

2017年开始，全球各国相继宣布或者开始规划禁售燃油汽车的时间表。对于车企来说，这是一个让人既兴奋又焦虑的消息。兴奋的是，前进的方向已经确定，没有什么可以犹疑的了；焦虑的是，单从续航里程这个硬指标来看，当下能拿得出手的电工汽车产品，还寥寥无几。时至今日，特斯拉Model S创下的续航超过500km的成绩，在电动车领域仍然是一个让人仰视的记录。

图1，特斯拉Model S各款车型的最高续航里程（图片来源：特斯拉）

技术的门槛还没彻底迈过去，市场激励政策却已经开始退潮——今年6月，中国财政部对电动汽车补贴政策进行了调整，明确对续航里程150公里以内的新能源车型取消补贴，而续航里程在300公里以上的车型补贴力度才能与2017年持平。其用意非常明显：要把钱花在刀刃上，扶持技术含量更高的电动车企。政策调整的“挤出”效应已经显现，数据显示6月国内新能源车销量环比5月下降了22%。

所以“电动车能跑多远”这个问题，今天不仅仅是一个续航里程的技术问题，也关系到相关的厂商，或者行业究竟能够“跑多远”的问题。大家对它的关注和紧张可想而知。

要想让电动车“跑得更远”，从技术的角度讲，无非是要解决两个问题：开源和节流。所谓“开源”，就是要有动力电池技术的进步为车辆提供更为充足的能量；而“节流”就是要对动力电池进行更好的管理和控制，让其高效安全地运作，释放出最大限度的潜力，这就是电池管理系统（BMS）的工作了。

就电池技术而言，我们暂且放下那些前瞻性的、商用前景还不明朗的技术不表，而将目光聚焦在已经商用和准商用的锂离子动力电池技术上。通常，人们按照锂离子动力电池的电极材料对其进行分类：按正极材料划分，包括锰酸锂电池、磷酸锰铁锂电池、磷酸铁锂电池、三元电池；按照负极材料，可分为石墨和钛酸锂电池。各个电池的性能表现见表1。

其中，锰酸锂电池高温时易溶解，稳定性和安全性不高，磷酸锰铁锂电池不够成熟、寿命短，所以都不适合做电动汽车的动力电池。磷酸铁锂电压稳定、经济性好、热失控温度在800℃以上，安全性高，所以被广泛应用于电量需求大、运行时间长、服务寿命长、安全要求高的电动客车领域。而三元电池能量密度高、寿命长，失控温度在200℃以上，受制于安全性不会制作成大容量单体电芯，在空间小、续航里程要求高、能量密度敏感的乘用车市场，其应用增长很快，特斯拉采用的就是松下提供的三元电池。

改善动力电池性能的另一个着力点，是负极材料的创新上。传统石墨负极在电池过充时，碳电极的表面会析出金属锂枝晶，容易击穿电池隔膜，造成电池内部短路和热失控，这一直是锂离子电池固有的安全隐患。而采用钛酸锂做负极材料后，不会产生金属锂枝晶，消除了热失控风险，而且其低温特性好、功率高、循环充电可达上万次，所以备受关注。当然，钛酸锂的缺陷也和明显，如高温胀气、平台电压低、成本高等等，所以目前它的应用场景多在续航里程不高或混合动力汽车上，这看上去似乎对“跑得远”难有大贡献。不过，值得注意的是，钛酸锂有“快充”的优势，这很可能会改变人们对动力电池使用习惯的认知——从追求“充一次跑很远”，变成随用随充，随充随跑。

在开发新的动力电池技术，提高动力电池续航能力这个问题上，现在已经不是个别企业的行为，而已经上升到各国的国家策略。各国都为此制定了动力电池的技术发展规划。如在美国能源部规划中，提出将通过一系列的技术进步，将动力电池的能量密度从2012年的100W•h/kg提高到2017年的250W•h/kg。中国“十三五”规划中，制订的目标是能量密度300W•h/kg动力电池实现批量商用，同时启动400-500W•h/kg高能量密度动力电池的技术开发。

所以在众多动力电池技术中，虽然人们现在还没有为电动汽车找到那个Mr. Right，但各方面资源的灌溉，还是会让我们对未来充满了期待。