人类的未来世界或许永远离不开电池了

人类的未来世界或许永远离不开电池了

　　 威马汽车曾在威马知乎机构号的k22篇回答什么时候大部分电动汽车续航能达到 1 千公里以上？

　　 当中提起过电池的研发里程，其中引用了清华大学汽车工程系博士知乎 张抗抗 先生的话来评述这段科技史诗：锂电池的发明并不是人类科技树的必然结果，而是一项奇迹。

　　 17年，富兰克林雷电实验；19年，伏打电堆；18年，铅酸蓄电池；18年，锌空气干电池；18年，氧化银电池；18年，锌锰干电池；19年，小型化的碱性锌锰干电池；19年，一次性锂电池的原型。

　　 纵观电池技术研发的发展史，我们可以简单将其归总为一段尝试用各种金属来造电池的历史。

　　 锂 Lithium，则是电池科技在昨天与今天之间的时间分界线年诺贝尔化学，颁给了这三位改变人类的大神-k22约翰·班尼斯特·古迪纳夫（电池液泄漏）、迈克尔·斯坦利·惠廷汉姆（浓差电池电动势计算）、吉野彰（lgg2电池）。

　　 是这三位智者的共同努力，让工作电压高、体积小、质量轻、能量密度高、无记忆效应、自放电小、寿命长的锂离子电池在19年成为现实，最终确立了现代锂离子电池的基本框架。

　　 电池科技的明天，是用另一种X离子来替代锂离子，并使用与之匹配的电极和电解液，得到更高能量密度和更高安全性能的X离子电池。

　　 令人振奋的是，刚刚提到的诺贝尔化学获得者锂电池之父古迪纳夫已在2020年4月对外透露，他的实验室已研制出钠-玻璃电池原型，能量密度是当前锂离子电池的3倍。

　　 现代人，从出生那一刻开始，就与电子产品难舍难分。从充电式的婴儿冲奶温度计，到山寨le Watch的小天才电话手表，到目前最潮的各式可穿戴设备，到老妈每天看家庭伦理剧用的平板电脑，再到老人家放在床头柜上的便携式血压计，每一种都离不开各种型号的一次电池或二次电池。

　　 下面，我们就举几个典型的电池实用化例子，说说这些电池的昨天、今天与明天。

　　 石英表电池的昨天：上世纪年代以来，石英表的商用化进程血洗了整个瑞士钟表行业，使用电池储能的石英表拥有上百天的续航，而机械表的发条盒只有40小时续航。

　　 石英表电池的今天：锂电池在年代研发成功之后，能量密度更高的纽扣式锂离子电池赋予了石英表1-3年续航能力，日本精工更是造出了续航10年的石英表，西铁城则使用可充电的二次电池攻占了光动能领域的制高点。

　　 石英表电池的明天：能量密度更高的一次电池让石英表续航超过10年，能量密度更高的二次电池让光动能石英表拥有超过半年的单次储能续航，类似精工Spring-Drive机械动能-电池储能-石英计时的方案配合上能量密度更高的二次电池，续航能力也将激增。

　　 智能手表电池的昨天：2015年4月，k22代le Watch在九个国家同时上市，掀开了智能手表的历史序幕。只是，因为耗能过高的芯片与储能不多的电池，初代le Watch需要一天一充，重度使用甚至在3小时内耗光电能。

　　 智能手表电池的今天：即使屏幕越造越大，部分智能手表已经可以坚持到14天的续航。

　　 智能手表电池的明天：如果能量密度400Wh/kg级别的全固态电池得到量产，智能手表的续航可以轻松到达一个月以上。因为智能手表单体价格较高，这块电池的成本占比不会太高。

　　 手机电池的昨天：年代，一台大哥大卖2万，一块大哥大电池能卖1000多元，业务繁忙的生意人常备三块，才够一天使用。

　　 手机电池的今天：经历九宫格手机的七天续航时代之后，我们进入了一天一充还不太够的智能手机时代，出门带着一个充电宝比较安心。充电宝用的也是锂离子电池，原理参考空中加油机。

　　 手机电池的明天：全固态电池与石墨烯电池都可能是手机电池的未来，其中石墨烯电池的理论能量密度能达到传统锂电池的4-5倍，充电速度更是增快不止一点，理想情况下只需1-5分钟便可充满，绝对是手机电池的选择。剩下的，就是安全性、产能和价格的问题了。

　　 潜艇电池的昨天：上世纪30-40年代曾经称霸大西洋的德国U型潜艇，其蓄电池组的能量密度很低，因此在水下机动作战2小时之后就需要浮上水面用柴油机缓慢充电。看到U艇的甲板炮了吗？只能经常呆在水面的物证。上世纪年代，美国大青花鱼号潜艇银锌电池在水下以节航行了1.5个小时，但造价太高因此方案搁浅。

　　 潜艇电池的今天：如今，除了核动力系统之外，就只有AIP不依赖空气推进装置是最主流的潜艇水下动力配置，而储能装置主要为100-400吨的铅酸电池，能让潜艇在水下运作半周。2018年，日本下水了世界上k22艘使用锂离子电池的潜艇凰龙号SS1，能量密度增大数倍，电池组明显减轻，可下潜一个月。

　　 潜艇电池的明天：造价高昂的锂离子电池是接下来很长一段时间的突破方向，接下来可能是全固态电池或石墨烯电池，若下潜时间能达到两个月，挑战核动力潜艇都不是问题。

　　 登月飞船电池的昨天：美国19年研制出k22颗核电池，19年首次运用在人造卫星上，19年随着阿波罗11号飞船成功登上月球。核电池在衰变时放出的能量大小与速度不受外界环境中的温度、化学反应、压力、电磁场响，续航在1年以上。

　　 登月飞船电池的今天：2019年初，中国嫦娥四号成功登陆月球背面。由于存在漫长的14天月夜，温度在-100℃以下，太阳能电池板与锂离子电池完全没有用处，解决方案就只有一个-k22核电池。核电池虽然昂贵，但在某些行业还是有着运用的必要性，比如作为心脏起搏器电源在人体内服役15年以上。

　　 登月飞船电池的明天：未来这个领域也将是核电池的天下，进化方向是续航更长、功率更高、安全性进一步增加。

　　 电动快艇的今天：AMG与好基友美国高性能造船厂Cigarette Racing共同研发的纯电动快艇，6台永磁电动机共计输出22匹，扭矩高达3000Nm，时速直抵1km/h，四组kWh锂电池够它在水面上巡航7小时。

　　 电动快艇的明天：未来换装高能量密度的新型电池组之后，电动快艇有望依靠单次充电完成跨大西洋航行。

　　 18是电动汽车的里程碑之年，法国机械电子发明家古斯塔夫·特鲁维（手机电池充不）将一台装备全新铅酸电池的三轮电动汽车开上了巴黎街头，向世界宣告二次电池装车成功，电动汽车不再只是一次性用品。

　　 仅仅过了4年，德国工程师卡尔 本茨（迈威电池）发明了世界上k22台内燃机汽车。不过电动汽车也风光了一阵子，10年美国市场上登记上牌的全新机动车，有%是电动汽车。再往后，以底特律城为代表的汽油军团，用摧枯拉朽之势迅速占领了全球汽车市场。

　　 直至20世纪年代，美国与欧洲汽车工业才重新重起电动汽车来，而这一切并非源于车企的突然觉醒，而是源于三位诺贝尔化学锂电之父在人类探索电池之路上所作出的伟大贡献。

　　 直至2015年前后，全球车企所量产的电动汽车均严重欠缺竞争力，多数车型实际续航里程低于300km，这是一个习惯于汽油车0km续航/柴油车0km续航的用车社会无法承受之痛。

　　 以威马汽车、特斯拉汽车、小鹏汽车为代表的造车新势力，坚持从零开始研发全新电动汽车平台，拒绝任何土法油改电的坑消费者方案，配合上锂电池技术每年的重大更新迭代，打造出真正能与同级汽油车同场竞技的高品质电动汽车产品。

　　 电动汽车技术含量、单价最昂贵、壁垒最难突破的一个零部件，就是高压动力电池包。威马、特斯拉、小鹏等车企能得到今天的江湖地位，没有一个能脱离高压电池包设计、生产、运用的高精尖技术。

　　 以威马研发的高压电池包为例，其核心技术包括平台化开发、热管理能力、全方位安全防护、高能比电芯、长寿命设计等。

　　 威马汽车拥有全球领先的电池包平台化技术，VDA电芯模组像乐高积木一样，能按车型的实际需求进行个性化配置

　　 ，戏路甚广。这些VDA电芯模组使用全串联布局，遇上单体故障就会自动切换通路止损，

　　 此外，热管理系统也是模块化的，各版本的电池包都可通用，仅调整管路数量、长短及水排大小即可适应不同电芯，就像给CPU装冷却风扇一样简单可靠。

　　 第二代热管理技术（飞机托运电池规定）是威马汽车在电池热管理领域的重大突破，主动式水冷系统能主动阻挡南方的炎热，

　　 威马还为极寒区域的用户提供了行业独有柴油极地加温系统，烧油御寒，续航不掉。因此，这套电池包可以轻松适应-30℃～℃的极限外界温度，电芯之间的温差控制在±2℃，绝不娇生惯养。

　　 除了硬核的电控配置，威马还有硬核的质量。威马高压电池包是行业内的钢铁侠，整整项电池包测试都难不住它，机械安全、电气安全、受热安全、涉水安全。

　　 消费者最的续航问题，威马早已用技术领先的高能比电池包解决，NEDC标准下的综合续航里程达到0km，与同级汽油SUV持平。

　　 整包能量密度可以达到业界领先的1kWh/kg，就像小身材大胃王小林尊那样。

　　 电动汽车能有今天的成就，更重要的一点是电池寿命的大幅度增长。各位可要知道，在18年铅酸电池车开上巴黎街头之前的数十年，所有电动汽车的电池包都是一次性的。如今，威马汽车根据电池特性设定了合理的SOC预留策略，配合合理的充放电倍率以及性能优越的热管理系统，能轻松达到16万公里只衰减5%容量的水平，比汽油车的功率衰减速度还慢。

　　 值得一提的是，威马汽车是中国造车新势力当中，k22家自建整车工厂大地电池，掌握核心科技与自研自产自销是写在威马汽车基因当中的核心竞争力。自建工厂，特别是自建电池工厂，有着数不尽的战略优势：

　　 1、 电池是电动汽车的核心竞争力和竞争壁垒，紧握自己手中，肯定比放别人手里好，从此不需向电池巨头在定制技术和产能需求上妥协；

　　 4、 研 - 产 - 销一体化，技术迭代迅速，能一直屹立在行业的技术前沿。

　　 正是因为有了不可替代的技术与产能硬实力，威马成为中国造车新势力当中k21承诺动力电池终身质保的车企。这是电动汽车行业的一个里程碑，电动汽车消费者不再需要提心吊胆，娇贵的高压电池包如今有威马车企终身承保，大写的安心。

　　 电动汽车的时代才刚刚重启，我们还有很多路要走。庆幸的是，纵观全球电动汽车工业，中国已经成为了k22梯队的顶尖选手，这其中有坚定拒绝油改电的中国造车新势力们之贡献，威马汽车也有幸成为民族汽车强之路上的光荣一员。

　　 如今，威马EX5长续航版本以NEDC综合续航0km奠定了业内的领先地位，行业的下一步则是遥远的1000km续航。

　　 从品牌初创的那一刻起，威马就有充足信心给普罗大众带来便捷、前卫、舒适、高性能、长续航的智能电动汽车产品。

　　 技术上，威马汽车领先于行业；售价上，威马汽车实惠于行业。威马汽车让智能电动汽车这种跨时代的先进产品，脱离遥不可及的权贵玩物身份，以高性价比形象进入寻常百姓家。