新聞

美國公司純電動車ModelX 2014年開售

美國電動汽車制造商特斯拉公司推出了純電動鷗翼門SUV——Model X。新車將于2014年投產，日前在特斯拉洛杉磯研發中心亮相，接受預訂，訂金為5000美元。

Model X是一款全鋁制電動SUV，是特斯拉旗下第三款車型。該車基于Model S轎車平臺打造，與Model S轎車共享60%的零件，外形與寶馬X6跨界車如出一轍。Model X不僅是第一款純電動SUV車型，同時在后門設計上采取獨特的向上翻啟的鷗翼門造型。

動力方面，Model X搭載了與Model S相同的純電動系統，兩臺電動機分別裝置在前后軸，并提供容量為40/60/85千瓦時的電池組供選擇。Model X的高配版車型將搭載特斯拉最大最強勁的電池組，0～100公里/小時加速僅需4.4秒。

特斯拉公司希望Model X的推出能夠有效解除消費者對于電動車續航里程的普遍擔憂。Model X基本款將裝載60千瓦時的鋰離子蓄電池組，單次充電行駛里程約為200英里。Model X將提供85千瓦時電池組作為選配，該電池組可將行駛里程增至285英里，當然，價格會相應提高。

特斯拉公司首席執行官伊隆·馬斯克將Model X定義為“一款比MPV空間更大、比SUV外觀更炫、比跑車性能更加出色的跨界車(CUV)”。

因為是一款融入MPV元素的跨界車，Model X內部可以容納7人乘坐，更吸引眼球的是車后門采用了造型非常夸張的鷗翼門設計，這對一款7座車型來說可謂首開先例了。鷗翼造型使得后門的開啟角度非常大，上下車非常方便。完全打開后，車門看起來就像是俯視群雄的T型滑翔機機翼。

西班牙設計可折疊電動汽車

據美國物理學組織網報道，西班牙最新設計的一款小型電動汽車具有折疊功能，有望解決城市交通擁擠和污染問題，預計2013年投入歐洲市場。

這款折疊電動汽車被命名為“Hiriko”，在西班牙巴斯克語中的意思是“城鎮”，它擁有兩個座位設計，電動機位于車輪中，可以像兒童折疊車一樣隨意地折疊在一起，并且易于停車。

Hiriko折疊電動汽車是由美國波斯頓市麻省理工－媒體實驗室提出構想，由西班牙巴斯克市7家小公司組成的聯合公司——“Hiriko駕駛機動性公司”完成設計制造。該聯合公司發言人戈爾卡·埃斯皮奧在接受法新社記者采訪時說：“通常歐洲的產品都是由美國人設計的，而這款電動汽車則是美國人構想，由歐洲公司負責設計制造。”

這款電動折疊汽車的面世預示著歐洲許多城市將出現一次性充電可行駛120公里的小型汽車，其行駛速度符合城市限速范圍，并將有助于解決城市交通運輸和污染等問題。

三星橫濱研究所提高采用固熔體類正極材料的鋰電池性能

三星橫濱研究所日前介紹了一項新技術，能提高采用固熔體類正極材料的鋰離子充電電池性能。

傳統的鋰過量型層狀正極材料，即固熔體類正極材料Li2MnO3-LiMO2(M：Ni、Mn、Co 等金屬)，存在初次充電產生氣體致使電池膨脹及高壓充電大幅降低電池容量等問題。而該研究所通過改進鋰電池正極材料的合成方法，可以使初次充電產生的氣體量約為傳統方法的2%；在電池容量方面，研究所通過改進隔膜及電解液達到改善充放電周期特性的目的，隔膜表層設置抗氧化保護層，電解液添加氟化碳酸酯類等。

通過這些改進措施，鋰電池可以保證實現250 mAh/g以上的初始放電比容量，常溫下充放電400次后仍可保有87%的容量。

海藻-硅陽極提升鋰電池容量

如果用硅陽極取代石墨陽極，鋰離子電池每個單元就可存儲高達10倍的能量。但是，制造商不使用硅，因為隨著電池的充放電，硅陽極會迅速退化。

喬治亞理工學院和克萊姆森大學的研究人員宣布，他們已經發現一種成分，可以使硅陽極管用。這種成分是一種常見的結合劑和食品添加劑，來源于藻類，被用于許多家用產品中。研究人員宣布，這種材料不僅可以使鋰離子電池更有效，而且制備也更清潔，更便宜。

鋰離子電池儲存能量，需要在陽極積累離子，在使用過程中，這些離子會遷移，穿過電解質，到達陰極。這種陽極的制備，通常需要混合電活性石墨粉末與一種聚合物粘結劑，這種粘結劑通常是聚偏二氟乙烯，溶解在稱為甲基吡咯烷酮的溶劑中。這樣產生的懸浮液要撒到金屬箔片上再晾干，這種箔片用于收集電流。

如果硅粒子被用作這種電活性粉末的基礎，那么，這種電池陽極就可以容納更多的離子。但是，電池充電時，硅粒子就會膨脹，體積增加到原始尺寸的4倍。這種膨脹會導致聚偏二氟乙烯粘結劑開裂，破壞陽極。在《科學》發表的研究中，喬治亞理工學院和克萊姆森大學的科學家表明，用藻朊酸鹽代替聚偏二氟乙烯，陽極可以膨脹，粘結劑也不會開裂。這使研究人員能夠制成穩定的硅陽極，到目前為止，已證實硅陽極容量8倍于最好的石墨陽極。

聚合物藻朊酸鹽來自褐藻，包括形成巨型海帶森林的那種類型。它已被廣泛用作膠凝劑和食品添加劑。最初，研究人員是想采用幾種不同材料的組合，來取代聚偏二氟乙烯。后來他們認識到，在理論上，一種聚合物只要有適當的均勻結構，就可以做到這種粘結劑應做的一切，包括提供良好的支撐結構，同時又不與電解質發生化學反應。

格列勃·余新是喬治亞理工學院儲能納米材料中心的主任，他說，研究小組認識到，有一些合成聚合物是由植物纖維素派生的，它們具有的結構接近所需要的，但不夠均勻。因此，研究小組開始尋找水生植物。余新說：“我們認為有可能已經存在一種聚合物，因為這些水生植物，尤其是在海水中，都是浸泡在電解液中?！彼麄儫o意中發現了藻朊酸鹽，它的提取需要用蘇打水煮沸海帶，它具有所需的均勻結構。

對比聚偏二氟乙烯，藻朊酸鹽的另一個優勢是，在制造陽極時，藻朊酸鹽可溶解在水中，這就不需要用甲基吡咯烷酮，有可能形成一種更清潔的生產工藝。研究人員認為，粘結劑可以集成到現有的陽極制造系統，只需把聚偏二氟乙烯和甲基吡咯烷酮替換為藻朊酸鹽和水。藻朊酸鹽也可以用來改善石墨陽極的性能，帶來更多的充放電循環，延長電池使用壽命。

研究人員必須開發出可匹配的陰極——這種陰極能夠處理相同數量的鋰離子，硅陽極的潛力才可能得到充分發揮。不過，即使用現有的陰極，褐藻膠-硅陽極也可使鋰離子電池容量增加30%～40%，余新說。

石墨烯制備更高容量鋰電池

美國能源部勞倫斯伯克利國家實驗室的研究人員創造了一種石墨烯和錫的納米復合材料，使可再生鋰離子電池提高容量儲能。研究人員把錫夾在石墨烯薄片之間，就制成了一種輕型“三明治”結構，可以提高電池的性能。這一研究發表在《能源和環境科學》雜志上。

“對于電動汽車而言，需要一種輕巧的電池，可以迅速充電，而且經反復使用后，仍可保持充電容量。”張粵港說。他是伯克利實驗室分子鑄造部的研究員，在無機納米結構所領導這項研究。“我們已經展示的，是合理設計的納米級結構，不需要添加劑或粘結劑就可以運行，可提高電池性能?！?/p>

石墨烯具有非凡的電子和機械性能，遠遠超過硅和其它傳統半導體材料。以往的石墨烯研究中，張粵港和他的同事強調了電子設備的應用。在這項研究中，這個小組組裝分層交替的石墨烯和錫，創造了一種納米復合材料。一層錫薄膜被沉積到石墨烯上，接下來，另一層石墨烯片被轉移到錫薄膜上。重復此過程，就可制成一種復合材料，然后在氫氣和氬氣環境中，把它加熱到300℃。在這一熱處理期間，錫薄膜會轉化成一系列“柱子”，增加了錫層的高度。

“從錫薄膜形成這些納米柱，對于這一系統而言是非常特別的，我們發現，上下層石墨烯之間的距離也隨之改變，以適應錫層的高度變化?！辫T造部的博士后研究員紀李文介紹。

在這些新的納米復合材料中，石墨烯層間高度的變化，有助于電池的電化學循環過程，因為錫的體積變化提高了電極的性能。此外，這個可調節的行為，意味著電池可迅速反復充電，不會退化，這對于電動汽車充電電池而言是很關鍵的。

坎布里奇原油：供電動汽車使用的液體燃料

要讓電動汽車跑上數百公里而中途不用充電，提高電池性能是關鍵。采用一種新方法來安排現代電池的內部架構，有望使電池容量翻一番。

麻省理工學院的教授蔣業明認為，推動電解液穿過電池的所謂“液流電池”具有一些極佳的特性，而現今廣泛應用的鋰離子電池則有較大的能量密度，他正試圖找到一種方法把兩者的優勢結合起來。

液流電池將電能存儲在電解液槽中，它的缺點是能量密度較低；其優點則是大小隨意，擴容易如反掌：要提高電池容量，只須建造更大的儲能液槽即可。

蔣業明與同事打造出了一種新電池的工作樣品，它的能量密度與傳統的鋰離子電池相當，但其儲能載體實質上則是與液流電池一樣的液體。此載體外觀如黑色泥漿，內含納米級微粒及儲能金屬顆粒，蔣業明稱它為“坎布里奇原油”(Cambridge crude)。

如果在電子顯微鏡下觀察“坎布里奇原油”，會看見許多微塵大小的顆粒，其材料與構成鋰離子電池正、負極的材料相同，分別為鋰鈷氧化物(正極)和石墨(負極)。在這些懸浮于液體中的相對較大的顆粒之間，是一些由碳構成的納米微粒，它們正是此發明的“秘密調料”。納米微粒集聚起來打造出一個海綿狀的網絡，形成一條條把存儲著離子和電子的較大電池顆粒連接起來的“液體導線”。在其流動時，納米組分也始終維持著電子運動的路徑，使電子在各個儲能顆粒之間暢行無阻。

新電池的工作載體可以流動，這誘發了一些美好的憧憬，比如安裝了這種電池的汽車駛入服務站后不用充電，直接加“坎布里奇原油”即可。蔣業明的合作伙伴、麻省理工學院的W·克雷格·卡特提出，用戶或許可以更換一種狀如燃氣罐而內裝電解液的裝置，而無須在插座上充電。但是，將充電電解液注入或取出電池，并非蔣業明眼下著力開發的項目。他已經同卡特及實業家斯魯普·懷爾德合作創建了一家名為24M Technologies的新公司，將其團隊的研發成果推向市場。對于該公司即將推出的第一款產品，卡特與蔣業明皆守口如瓶，但他們強調，這些電池完全適合于電網儲能等應用場合。蔣業明指出，即使儲電量不大，也可能對風能及太陽能等間歇性能源的性能產生顯著影響。以他的設計為基礎的大規模儲能電池的能量密度至少將達傳統液流電池的10倍，這樣電池可做得更加緊湊，成本也可能更低。

不過，“坎布里奇原油”要實現產業化應用，還有很長一段路要走。將電解液泵送過電池槽需要增添機械裝置，從而加大系統的質量。此外，隨著時間的推移，經過多次充放電之后，它的穩定性可能也不及傳統鋰離子電池。

更根本的問題在于，這種新電池的充電速度太慢，據卡特說充電時間是傳統電池的2～4倍。這對汽車來說是個令人頭疼的事，因為汽車需要快速傳送動力。一種解決辦法是讓這種電池與傳統電池或超級電容器搭配使用，在剎車和加速期間由后者提供緩沖的傳動。

長遠來看，這種新方案仍然大有潛力。美國爵碩大學材料工程師尤里·高果奇指出，將能量存儲在“微粒型流體”中的裝置應該與幾乎任何一種電池化學體系相容，它能對電池行業未來的革新起到推動作用。高果奇說：“它為電池設計開辟了一條新路?！?/p>

新技術：剝離膜制備太陽電池

傳統太陽電池的制備，需要鋸開成塊晶硅，因此會把幾乎等量的硅轉變成鋸屑，這些鋸屑通常不能重復使用。美國阿斯特羅瓦特公司開發出一項新工藝，目的是消除大部分這樣的浪費，同時使太陽電池更高效。

采用傳統工藝，1毫米的硅可以制成約3個太陽電池晶圓。阿斯特羅瓦特公司的新工藝首先要鋸開硅塊，形成比較厚的硅片，每片近1毫米厚。然后修飾每片晶圓的上部，這樣就可以用作太陽電池的背片，這一工藝最后要沉積一層金屬到晶圓上。

接下來，晶圓被加熱，使材料內部形成張力，因為金屬和硅的膨脹有不同的速度。使用一個楔子，在變形的硅的邊緣戳開一條縫，裂縫就會從一個邊緣擴散到另一個邊緣，這樣，工程師最終就可以剝離金屬膜，連同一層薄薄的25微米的硅。重要的是，硅的晶體結構使裂紋可以均勻擴散到整個晶圓，而且硅是柔性的，所以它不會碎裂，而會脫落下來。

由此產生的金屬硅薄膜，隨后要進一步加工，形成太陽電池的正面。整個過程可以重復進行，會繼續有25微米的硅薄層剝離原始厚晶圓。完工后形成的就是一片晶圓，但仍然比較厚，從180微米到幾百微米不等。它可以用來制作傳統的太陽電池，也可以回爐制成硅塊。不同于鋸末，這種晶圓仍具有比較高的質量，可以進行回收。

這家公司已經演示了這項技術，在實驗室制成大約8英寸寬的晶圓，制成的小型太陽電池接近15%的效率。這效率稍低于傳統晶體硅太陽電池，但是，研究人員尚未使用目前已知的方法來提高太陽電池的效率。這些電池在理論上完全可以達到更高的效率，勝過傳統的硅太陽電池，因為它們更薄，更容易讓電子離開電池，產生電力。

鈉離子電池滿足電網需求

公用事業機構需要廉價的、持久耐用的設備，來存儲電廠生產的多余能量。但是，現有電池用于電網級存儲，不是太昂貴，就是不能持續所需的數千次循環，難以具有成本效益。

一種鈉離子電池已經開發出來，開發者是美國匹茲堡的阿奎恩能量公司，他們使用簡單的化學反應，預期成本為每千瓦時300美元，不到鋰離子電池使用成本的三分之一。第三方測試表明，阿奎恩公司的電池可以持續5000次以上的充放電循環，而且保持超過85%的效率。

阿奎恩公司的電池使用活性炭陽極和鈉錳基陰極。一種水性電解液在兩個電極之間傳輸鈉離子，進行充電和放電。原理類似鋰離子，但鈉離子資源更豐富，因此使用更便宜。與溶劑型電解質相比，水性電解質更容易使用，也更便宜。不僅如此，這些材料都是無毒的，電池100%可回收。

公司已獲得3000萬美元的風險資本，以加快制造它的鈉離子電池。這項新技術可能是最便宜的方式，可以存儲大量能量，讓電網可以使用電池，杰伊·惠特克說，他是公司的創始人兼首席技術官。

下一步是這項技術的電網級測試。阿奎恩公司已經開始裝運預生產的電池原型，運送到離網型太陽能電力公司。下個月，一個1000伏的模塊會運送到荷蘭電工材料協會。

公用事業公司使用存儲的能量，滿足使用高峰期間的電力需求，這種做法稱為調峰，有助于保持電網的可靠性和效率，并降低電價。惠特克說，阿奎恩電池的設計就是為了電網應用?！斑@非常適合離網太陽能和風能支持，也適合調峰。這是兩種非常不同的應用，而我們的電池已證明對兩種都有效。”

約翰米勒是電化學電容器專家，也是一家咨詢公司的總裁。他說，有各種電池技術爭先恐后地提供電網存儲，而阿奎恩公司的電池可能是最便宜的。他以此對比當今最常見的電網存儲技術——抽水蓄電，這占95%的公用事業級儲能。抽水蓄電要在電力需求低的時候，把水升到高處，在高峰期間放水通過渦輪機。然而，這受到地質和空間的限制，而且抽水蓄電系統需要花費多年時間和數百萬美元才能建成。公用事業公司現在開始考慮電池，因為它們幾個月就可以交付，而且原則上可以放置在任何地方?！鞍⒖鞴镜募夹g正在到達抽水蓄電的成本范圍。他們是獨到的，這非常有希望用于電網存儲?！泵桌照f。

到目前為止，沒有現成技術能夠滿足所有電網的儲能要求。有一些電力公司使用鉛酸電池和鈉硫電池，用于電網存儲。鉛酸電池便宜，但只有500～1000次循環，而鈉硫電池很昂貴，每千瓦時達1000美元。其他新興技術仍然十分昂貴，而且未經證實。

電網蓄電池技術也“必須即插即用，而且不需要大量的安裝”，阿里諾萊說，他是荷蘭電工材料協會執行顧問。阿奎恩公司的電池也有缺點，就是大而笨重，但是，它們成本低，循環壽命長，就彌補了這一點。“用于電網存儲，最大障礙是成本，而阿奎恩公司在此占了上風，”諾萊說，“如果價格合適，人們會容忍低效率和高質量。”

阿奎恩公司正在制作35瓦時的組件，是模塊化的，在它的研發設施中可堆疊。這家公司希望明年推出它的第一款商業化產品，并破土動工，修建一座500兆瓦時產能的工廠。

中航長力推出大型鋅空氣電池移動充電車

北京中航長力能源科技有限公司成功研制出大型鋅空氣電池移動充電車，為規?；茝V電動汽車運營提供了保障，同時也是目前充換電站的補充充電形式。

這款配備了鋅空氣電池的移動充電車整車質量35噸，儲電能量達1000千瓦時，輸出電壓300～440伏，輸出功率為35千瓦，可同時為4輛電動公交車或4輛電動環衛車、8輛電動小客車充電。這款移動充電車除了在公交、環衛站以外，還能在其他許多地點、場所為電動汽車充電，同時也可以為城市供電系統故障及大型室外活動提供應急電源。

作為新興金屬燃料電池的鋅空氣電池具有環保、運行安全、比能量高（大約是鋰電池比能量的兩倍）、價格便宜、壽命長等優勢，近些年在國內外得到了廣泛的發展，目前尚存運營經濟性不高等難題，可采用鋅空氣電池負極電解循環利用的手段加以解決。鋅空氣電池負極電解還原能夠充分應用于沼氣、太陽能、風力發電以形成新能源產業鏈，但具體實施手段還需要進一步驗證。

燃料電池汽車規格將統一

據日本經濟新聞報道，日本豐田、德國戴姆勒、美國通用等11家世界主要汽車生產商即將統一下一代環保車的“種子選手”——燃料電池汽車氫氣供給系統的規格。

據估計，燃料電池汽車將在2015年以后進入實用階段。為了給車加氣，像加油站一樣的氫氣站是不可或缺的。然而，若連接器的規格得不到統一，大批量生產車體和供給系統的難度將會加大，成本也會居高不下，燃料電池汽車的普及就會困難得多。目前，擁有燃料電池汽車開發計劃的主要廠商都加入了該規格統一計劃，已基本同意將統一由儲存罐向車體注入氫氣的連接器的規格，2012年內將完成國際標準化組織的資格認定。針對儲存罐內的壓力條件等問題，各廠商也正朝著規格統一的目標努力。與此相對應，在電動汽車領域，統一連接充電器和車體電線插頭國際規格的動作則有些遲緩。在燃料電池汽車領域，各廠商在規格統一問題上達成一致，將極大地推動燃料電池汽車的普及。

燃料電池汽車利用與電解完全相反的原理，通過氫氣和氧氣發生化學反應產生的電帶動發動機運轉，從而驅動汽車行駛。與電動汽車利用已儲存的電驅動汽車行駛不同，燃料電池汽車一邊發電一邊行駛，在行駛過程中僅排出水，不會產生污染空氣的有害氣體。氫氣的能量密度是車載鋰離子電池的10倍，充一次氫氣可以行駛更長的距離。此外，電動汽車需長時間充電，燃料電池汽車則可以在短時間內完成加氣。無論是從環保性能，還是從便利性來說，燃料電池汽車都可謂是“最地道的環保車”。