600公里續航的鹽水超跑，是真美還是PS？

最近一段時(shí)間，一輛鹽水汽車(chē)超過(guò)特斯拉的新聞到處流傳。大致內容是NanoFlowcell AG公司曾在今年的日內瓦車(chē)展上公布了一款搭載鹽水電力驅動(dòng)系統的超級跑車(chē)Quant e-Sportlimousine，現在，這款車(chē)已經(jīng)正式在歐盟獲準上路測試。

Quant e-Sportlimousine的驅動(dòng)能源全部來(lái)自“鹽水”，但速度表現絲毫也不比燃油超跑遜色。其所搭載的四部電動(dòng)機可提供高達960匹馬力的動(dòng)力，這款跑車(chē)的0-100公里加速僅需2.8秒。

然后，新聞對這輛車(chē)的電池系統做了高大上的描述，說(shuō)這套鹽水電力驅動(dòng)系統的技術(shù)工作原理和氫燃料電池類(lèi)似，不同之處在于其利用的是“鹽水”來(lái)產(chǎn)生電能。該液流電池被薄膜分隔為兩個(gè)部分，當鹽水從一個(gè)部分滲透到另一個(gè)部分的過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生電荷。電荷會(huì )被超級電容收集并為汽車(chē)提供動(dòng)力。

Quant e-Sportlimousine跑車(chē)內部可承載4人，并且有兩個(gè)200升的水箱，儲滿(mǎn)鹽水之后可維持600公里的續航。

這個(gè)來(lái)自于英國《每日郵報》的新聞看起來(lái)很高大上，國內媒體紛紛裝載，贊嘆技術(shù)先進(jìn)，前途無(wú)量。但是也有認真的，某國內權威媒體去查了一下這個(gè)公司，發(fā)現居然是一個(gè)自稱(chēng)天才的歌手搞的。

這個(gè)車(chē)和著(zhù)名的超跑廠(chǎng)商柯尼塞格還有些關(guān)系，只是2009年概念車(chē)，給換上了四個(gè)電機，用了高大上“鹽水”電池。如今NanoFlowcell AG已經(jīng)和博世合作，還拿到了TüV(德國技術(shù)監督協(xié)會(huì )，不是歐盟！)批準Quant e-Sportlimousine上路實(shí)測，這就意味著(zhù)這個(gè)車(chē)型可在德國和歐洲的公路上行駛了。

一切聽(tīng)上去很美，但是這個(gè)東西靠譜嗎？是一次前所未有的突破還是個(gè)大忽悠？

高大上的液流電池系統

NanoFlowcell AG的電池系統有一個(gè)示意圖和復雜的描述。

液流電池原理圖

看起來(lái)很高大上，但其實(shí)這個(gè)東西遠不是什么新東西，我們來(lái)看一個(gè)類(lèi)似的圖。

釩電池原理圖

這兩個(gè)圖是不是很像？沒(méi)錯，NanoFlowcell AG這個(gè)高大上的電池系統原理上和業(yè)界用了很多年的釩電池完全相同。

目前，我們用的絕大部分電池都來(lái)自于一個(gè)古老的模型——公元1800年的原電池。最近300年來(lái)，人們不斷尋找正極和負極材料，提升能量密度，無(wú)論是干電池、鎳鎘電池還是流行的鋰電池，都是材料的升級。原理和300多年前的電池基本類(lèi)似。

但是這種電池對活性物質(zhì)的利用率很低，能夠產(chǎn)生電能的物質(zhì)被包裹在必須的非活性物質(zhì)之中。這些非活性物質(zhì)往往價(jià)格不菲，而且降低了活性物質(zhì)的利用率?，F在的電池中，50%的活性物質(zhì)能被利用，效率就算不低了。

這讓今天的電池容量無(wú)法繼續做大，人們這些年來(lái)努力探索正極和負極的材料。而新出現的高能材料至少一半的能量被浪費掉了。

另外，傳統電池單體是無(wú)法做很大的，而把電池單體連起來(lái)做成系統，還要浪費一大部分能量，這讓本來(lái)就不高的效率雪上加霜。

因為傳統電池的這些弱點(diǎn)，人們發(fā)明了液流電池，從圖中可以看出，液流電池可以視為一個(gè)獨立的大電池，正負極電解液分別存放，集中反應產(chǎn)生電能。這樣無(wú)需昂貴的附加材料，不用多個(gè)電池組成系統，可以大大提升效率。這就是NanoFlowcell AG用復雜文字所描述的電池系統。

既然這個(gè)系統這么好，效率這么高，為什么大家在汽車(chē)上還用鋰電池呢？而釩電池只是在一些儲能系統中被采用呢？

因為液流電池不僅僅有優(yōu)點(diǎn)，它的缺點(diǎn)也很多。

目前液流電池還是釩電池為主。液流電池因為用電解液，濃度有限制，雖然理論上效率比傳統電池要高，但是電解液濃度低、能量密度和功率密度相對于鋰電池并沒(méi)有優(yōu)勢，價(jià)格也不算便宜。電解液本身能量密度就低，再加上罐子、泵等附加裝置，液流電池整個(gè)系統綜合算下來(lái)效能就更差。

因為效率差，要做大容量，液流電池的重量，體積就很大。用在儲能電站沒(méi)有問(wèn)題，用在汽車(chē)上功率也好，能量也好，遠遠不如鋰電池。而且釩電池對溫度還有要求，不能過(guò)熱，中間所產(chǎn)生的代謝物有劇毒，一旦泄露后果嚴重。長(cháng)期使用的話(huà)，維護也比較麻煩。

因為這些問(wèn)題，目前釩電池主要被用在儲能電站、風(fēng)力發(fā)電附屬裝置這類(lèi)地方，汽車(chē)領(lǐng)域少見(jiàn)。

所以液流電池聽(tīng)上去很美，但是目前真能用領(lǐng)域并不太多。

NanoFlowcell AG公司的秘籍

從NanoFlowcell AG公司對超級跑車(chē)Quant e-Sportlimousine的描述看，兩個(gè)200升的水箱，儲滿(mǎn)鹽水之后可維持600公里的續航。而液流電池一般的能量密度是40WH/L，400升只能產(chǎn)生16度電，不用說(shuō)600公里續航，100公里能跑下來(lái)都不容易(高速電動(dòng)車(chē)100公里綜合路況大約在20度左右)。

所以，如果NanoFlowcell AG不是大忽悠的話(huà)，就是它發(fā)明了一種儲存密度超高的液流電池，能量密度超過(guò)目前主流液流電池幾倍。而且他還把這個(gè)發(fā)明實(shí)用化了，能夠做到汽車(chē)上面。

但問(wèn)題是，液流電池目前最前沿的技術(shù)是麻省理工的華裔臺灣科學(xué)家蔣業(yè)明(也是著(zhù)名的A123磷酸鐵鋰電池公司的創(chuàng )始人之一)剛剛研制出來(lái)的半固態(tài)鋰液流電池，理論能量可以達到300-500WH/L，但是這個(gè)電池還在研制中，可以商用的成品還沒(méi)做出來(lái)，更不用說(shuō)大規模應用了、甚至裝到汽車(chē)里面。

而NanoFlowcell AG公司聲明的這個(gè)東西，把能量體積密度直接做到了300WH/L(估計數值)，不僅僅是研發(fā)出來(lái)了，還能做成產(chǎn)品，甚至能裝在概念車(chē)里面在路上跑。

對此，只有兩種可能性，或者NanoFlowcell AG公司公布的數據不真實(shí)，是在吹牛忽悠。

或者NanoFlowcell AG公司對液流電池的研發(fā)進(jìn)度超過(guò)了麻省理工的蔣業(yè)明，不但做出來(lái)了業(yè)界頂尖的液流電池，還做到了實(shí)用化，并且能裝車(chē)。

老實(shí)說(shuō)，NanoFlowcell AG公司真的做到這種水平的話(huà)，首先關(guān)注的不應該是汽車(chē)行業(yè)，而是軍事用途。這玩意要是裝到柴電潛艇里面，戰斗力和水下巡航都會(huì )大增。

所以對NanoFlowcell AG公司的“鹽水”電動(dòng)車(chē)，我們還有待更多的資料和測試結果來(lái)進(jìn)一步確認其真實(shí)性。

液流電池電動(dòng)車(chē)的優(yōu)勢

對傳統電池電動(dòng)車(chē)來(lái)說(shuō)，有充電和換電兩種模式。

換電模式因為安全、電池歸屬權、換電地點(diǎn)等問(wèn)題始終難以推廣開(kāi)。而充電模式耗費時(shí)間過(guò)長(cháng)，遠沒(méi)有加油方便，用戶(hù)長(cháng)時(shí)間等待并不現實(shí)，這也是純電動(dòng)車(chē)一直難以推廣的原因。

而液流電池可以直接更換電解液，類(lèi)似加油的過(guò)程就可以解決充電問(wèn)題。只要把現有的加油站稍加改造就可以利用。從燃油車(chē)到電動(dòng)車(chē)的過(guò)渡成本大大可以降低，有利于普及。

此外，純電動(dòng)車(chē)可以四輪直接電驅動(dòng)，省去了差速器、傳動(dòng)軸、變速箱等一大套動(dòng)力傳動(dòng)系統，結構簡(jiǎn)單、成本低、效率高。從NanoFlowcell AG公司設計的超級跑車(chē)Quant e-Sportlimousine就是如此。四個(gè)輪子直接軟件分配轉速扭力，等于四輪獨立扭矩控制，相當于把謳歌和奧迪的看家技術(shù)都用上，可以大幅提升操控。

同時(shí)，液流電池因為沒(méi)有固定形狀，(罐子是什么形狀都可以)易于做整車(chē)的重心布局，可以讓車(chē)最大的重量位于汽車(chē)的中軸線(xiàn)，重心居中，這對汽車(chē)的操控很有好處。用在超跑上更是如魚(yú)得水。

不過(guò)，這一切都要建立在液流電池靠譜的基礎之上。云山霧罩的NanoFlowcell AG看上去很美，但是各項數據還有待進(jìn)一步確認。

其實(shí)，我們可以更期待一下麻省理工的蔣業(yè)明?，F在他們已經(jīng)獲得了1600萬(wàn)美元投資在做半固態(tài)鋰液流電池的實(shí)用化。

按照蔣業(yè)明的藍圖，高性能、低價(jià)格(液流電池所需的輔料比傳統電池要便宜，接近200美元一度，而目前最便宜的磷酸鐵鋰也要300到400美元一度)，可以通過(guò)更換電解液快速充電的半固態(tài)鋰液流電池只要成熟起來(lái)，就可以替代現在的各種鋰電池。而現有的加油站，可以低成本的升級成更換電解液的快速充電站，充分利用現有的加油站設施完成燃油車(chē)到電動(dòng)車(chē)的過(guò)渡。

如果液流電池技術(shù)成熟，進(jìn)入大規模量產(chǎn)，加油站改造成更換電解液的快速充電站，那么困擾電動(dòng)車(chē)多年的“里程焦慮”將徹底解決。我們可以選擇在家充電，也可以像加油一樣去更換電解液快速充電，我們還有什么理由拒絕電動(dòng)車(chē)呢？

NanoFlowcell AG公司未必靠譜，“鹽水”汽車(chē)可能只是一個(gè)噱頭。但是我們堅信，隨著(zhù)液流電池技術(shù)的發(fā)展和普及，液流電池電動(dòng)車(chē)的未來(lái)會(huì )很美好。