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韓國研究EV電池新技術

[股市熱捧]改變EV未來嘅5種「新電池」

近月股市超熱追捧EV股,呢團火已燒到與EV緊扣嘅電動車電池製造商上,電池係EV心臟,架車行駛里程、充電時間、成本..... 甚至車廂大小都係由電池主導.今年電池經常成上頭版引起熱烈關注,因為技術上有巨大突破,亦直接影響電動車未來 ! 試想下如果EV充一次電可以行駛1600公里,10分鐘內可充爆電,電池可持續100萬英里,你估汽車市場會點變? 今年9月Tesla電池日,馬斯克宣佈因為新電池有重大技術突破,使用壽命長咗,效率更高5倍,大大減低成本,令Tesla承諾,3年內新電池可以令新車價降至美金$2500 !!  於是大家再次注目EV電池上,係咪即刻想入市 ? 做下功課先,今日就來個電池101!  (利申,bolt仔唔係物理出身,如有不足請見怪不怪) 現在式: 鋰離子電池 Lithium Ion batteries 介紹返。目前9成9電動汽車都使用鋰離子電池 Lithium Ion batteries。雖然性能好但好重,充電時間比較長,而且每次充電都會消耗效力。馬斯克(Elon Musk)曾咁講:「電池模塊是電動汽車壽命的主要限制因素。」鋰離子電池可以將Model 3的額定行駛里程定為1百萬英里,但電池使用壽命唔長。 目前世界上超過80%鋰礦床位於中國,亦嚴重依賴鈷,由於原材料稀少所以電池成本昂貴,令車價無法同燃油車比。全球最大的鋰離子電池供應商係上海能源,與汽車性能有關的大多數技術都在中國生產。 未來式:   為咗應對未來EV需求,各大廠甚至國家競爭製造出一種更低價格,更耐用,更高效率又同時保護環境嘅新電池。以下5 款新電池,係最接近可應用係商業上,將會改變汽車界及未來!!   1. 鋰空氣電池 Lithium air batteries 金屬空氣電池已經存在了一段時間。例如助聽器中有鋅空氣鈕形電池,但按比例放大的鋁和鋰空氣化學材料亦對汽車和航空航天業好有幫助希望。具有高能量存儲的輕型電      池的潛力令呢種電池技術大有前途。鋰空氣電池的最大理論比能為3,460 Wh/kg,幾乎是鋰離子的10倍。 NASA研究人員仲一直研究用於飛機的鋰空氣電池。這項技術應該仍有好長發展。 2. 納米技術電池 Nanotech Batteries 幾十年來,納米技術一直好hit,由納米電子學到生物醫學工程,由防彈衣到順滑嘅衫熨斗等各種領域中找有應用。納米材料利用1-100納米大小的顆粒和結構,基本上是分子尺度的一個大小。碳納米結構也顯示出巨大希望。石墨烯是其中最令人興奮嘅一種。 製造商Amprius的陽極為“ 100%矽納米線”,更進一步。聲稱可以達到500 Wh/kg,適合啟用電動飛機。納米材料研究前景廣闊。 3. 鋰硫電池 Lithium sulphur batteries 一種新興技術,與鋰離子電池相比,可以大大提高能量密度。該化學物質的理論最大比能為2567 Wh/kg,而鋰離子最大為350 Wh/kg,相比下潛力驚人。 4. 固態電解質 Solid state electrolytes 開發固態電解質係新興技術研究人員都努力緊嘅項目,今年新聞經常有不同研究所有突破性進展,開發固態電池應該係最快可應用係EV上嘅新電池。 原理係用穩定的結晶或玻璃態固體或聚合物基聚合物代替易燃有機液體,希望呢種固體電解質,夠使用金屬鋰電極來提供更高的輸出電壓並允許增加的能量密度。 Panasonic係研究固態電解質領先者。雖然佢與Tesla在鋰離子製造上係合作夥伴,但又同時Toyota合作開發固態電池。近日豐田宣佈已擁有超過一千項涉及固態電池的專利,明年可以應用在原型車上,預計比用鋰離子電池嘅EV,行駛里程多兩倍,十分鐘內可充滿電。如果成功,將係全球第一! 另一EV大廠日產亦正在開發自己嘅固態電池,但估計要2028至可以用於車上,其實豐田及日產背後都有日本政府支持。日本正組建一個2萬億日元基金,支援「無碳技術」,其中很大一部分將用於支持開發固態電池上。至少有兩家日本主要的礦業和石油公司:三井金作(Mitsui Kinzoku)和出光興產(Idemitsu Kosan),正在建設生產固體電解質的基礎設施,為搶回日本以往在電池上領導地位下重注。 韓國Samsung今年初曾亦發表研究固態電池嘅報告,而宣佈全面EV化嘅氏德國大眾Volkswagen ,亦同樣押注在固態電池,跟美國QuantumScape建立戰略合作夥伴,係12月發表測試結果都好正面,計劃最早在2025年開始生產新電池。另外,台灣富士康亦公布進行研發,呢場新電池競賽已經進入大路。   5. 雙碳電池 Dual carbon batteries 兩個碳電極和一種無毒電解質,能夠從傳統鋰離子中提取更多能量,並且充電速度快20倍,這些鋰離子變體可能是電動汽車的未來。 電池帶來巨大影響,絕對唔係一架EV咁簡單,想像一下由電動單車到電動踏板車,從電動船到電動飛機的嘅一切潛力。消費類電子產品包括智能手機,筆記本電腦,相機等設備都經歷電池壽命巨大改進而令生活完全改變。未來就係電力! 資料圖片來源: youtube.com@Electric Future; Asia Nikkei

Tesla 殺手會係? 電池技術競賽

傳統大車廠都紛紛公佈電動車計劃,但想動搖Tesla超級一哥地位係無咁易!! 因為Tesla多年投放資源係電動車電池技術上令其地位超然。能掌握新電池技術先可以大打佬!! 不過,最近兩個新電池技術消息都足以改變電動車市場形勢,先睇睇美國研究:   General Motor通用汽車 (GM)新車電池:Ultium 先講General Motor通用汽車 (GM)推出的一種新電動汽車電池,命名為Ultium的新型電池是柔軟的扁平袋包裝的軟電池(soft-packed)。 介紹返,電動車電池有不同的形式,如Tesla用的是硬包裝電池。軟電池唔係新野,但通常這些袋式軟電池是必須水平排列如書架上嘅書咁。     Ultium的破格是也可以垂直堆疊,並且放在側面,容許電池組有更多種形狀,可以裝入不規則形狀的空間中,方便汽車設計人員有更大靈活性,令製造商可以根據不同需求將Ultium電池製成不同的尺寸和形狀。 而另一大技術突破係Ultium電池單元使用的鈷含量極低。Ultima 是鋰離子設計,將內部化學成分鈷價格昂貴及稀有,GM能夠減低鈷用量而保持電池穩定,就已保障成本不會過高。GM承諾,新電池的價格可以迅速降至100美元/千瓦以下。 電池係佔電動車成本好大一部分,呢個突破令GM得輸。GM表明只要持續製造,價格更會再下降。目前,Tesla是電動車銷售中的金屬電池佔銷售額的90%,雖然Ultium續航力比Tesla目前電池只係多10英里(400英里),但重點在於靈活性及成本。GM仲表明計劃將新電池技術許可比其他汽車製造商,呢個就真有可能K.O. Tesla在業界嘅巨大領先地位。   Samsung 三星固態電池新突破 GM公佈完幾日後日韓研究接力公佈新突破,Samsung三星先進研究院(SAIT)與三星日本研究所(SRJ)的研究人員,在國際科學期刊Nature Energy發表新突破性固態電池技術,成功去除了固態電池中的鋰金屬陽極,並用銀碳(Ag-C)複合層代替。令電池可以有更大容量,更長的壽命週期並提高整體安全性。 團隊稱為“小袋”的新固態電池,可以使電動車行駛約500英里,能夠充電超過1000次。充電時間也比當今最好的鋰離子電池更快。 好勁係咪? 比起GM,三星呢個固態電池研究係起步,離真正生產還需要幾年的時間,用於電動車更需要再多好時間。但假如進一步測試同開發順利進行,三星這個發現可能係電池和電動汽車歷史的轉折點,汽車製造商肯定會密切關注進一步的發展。 圖片及資料來源: gm.com; popularmechanics.com; cnn.com; samsung.com; carbuzz.com; businesskorea.co.kr

[韓國研究]新EV電池靠「水、油同澱粉」升級?

唔該準備水、油、澱粉..... 今日唔係分享廚藝,呢D係整新EV電池技術要用嘅。 韓國科學技術研究院(KIST)的一組研究人員公布一種新的碳矽材料,可以使電動車的續航里程增加一倍以上,並且可以在短短五分鐘內快速充電至80%以上。 一般電動車通常使用石墨陽極電池,與汽油車相比,電池的續航時間較短。而矽陽極容量係石墨十倍,但時間耐咗,儲電容量會急降好多。 韓國團隊就提出一種簡單方法,令矽陽極保持穩定,就係用「油、水及澱粉」加入矽,通過使用「如同炒菜嘅簡單加熱方法」,做出碳-矽複合材料電池。 團隊話,這種新電池容量係石墨陽極同類產品嘅四倍,而且能在500次循環中保持穩定,無容量大降嘅問題。 「我們能夠使用普通的日常材料,簡單的混合和加熱來開發碳矽複合材料.... 而這新型複合材料性能非常出色,所以我地好大可能將佢商品化並大量生產。」 如果成功推出,電動車電池續航力將double up!! 圖片及資料來源:https://futurism.com/the-byte/new-battery-tech-double-electric-car-driving-range, https://phys.org/news/2020-02-high-capacity-ev-battery-materials-range.html