電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)近年發(fā)展迅速。因?yàn)殡妱?dòng)汽車(chē)運(yùn)行中排放為零，如果大量普及電動(dòng)汽車(chē)，將大大減少城市中的空氣污染。然而電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力儲(chǔ)存裝置——鋰離子電池的發(fā)展沒(méi)有符合摩爾定律。自1992年商用化至今，鋰離子電池技術(shù)并沒(méi)有獲得重大的進(jìn)展。電動(dòng)汽車(chē)能否被廣泛使用，最大的挑戰(zhàn)之一是續(xù)航里程問(wèn)題。如果能開(kāi)發(fā)出高效量密度且安全的動(dòng)力電池，未來(lái)的街道將是電動(dòng)汽車(chē)的天下。

 

    近年來(lái)，科學(xué)家孜孜不倦，一大批新型電池獲得實(shí)驗(yàn)室階段的發(fā)展，如鋰空氣電池、鋰硫電池、鋁離子電池……，但是都沒(méi)有走出實(shí)驗(yàn)室，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化。現(xiàn)今的發(fā)展等不及這批電池的“成長(zhǎng)”，手機(jī)界出現(xiàn)了替代的“快充”技術(shù)。電池續(xù)航問(wèn)題的根本解決之道在于使之體積最小化、電量最大化。體積自不說(shuō)，電量如何提高？這就涉及到能量密度的問(wèn)題。但至今仍沒(méi)有妥善的解決辦法，除非找到新型電極材料。今日有公司把目光投向了有機(jī)硅材料。

 

    有機(jī)硅，即有機(jī)硅化合物，是指含有Si-C鍵、且至少有一個(gè)有機(jī)基是直接與硅原子相連的化合物，習(xí)慣上也常把那些通過(guò)氧、硫、氮等使有機(jī)基與硅原子相連接的化合物也當(dāng)作有機(jī)硅化合物。眾所周知，航天飛機(jī)要想在太空這樣極端的環(huán)境中運(yùn)行，對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)是個(gè)很大的考驗(yàn)。約50年前，道康寧有機(jī)硅方案就以高新的技術(shù)和卓越的質(zhì)量，幫助航天飛機(jī)較好應(yīng)對(duì)了這項(xiàng)考驗(yàn)。可能許多人對(duì)有機(jī)硅材料并不熟悉，但這種材料具備諸多優(yōu)點(diǎn)。下面我們結(jié)合電動(dòng)汽車(chē)面臨的問(wèn)題，聊聊有機(jī)硅材料的應(yīng)對(duì)之策。

 

耐久性

    影響電動(dòng)汽車(chē)最為關(guān)鍵的因素是車(chē)用電池的壽命。市場(chǎng)普遍認(rèn)為，隨著電動(dòng)汽車(chē)的使用，其電池會(huì)發(fā)生退化現(xiàn)象，其整個(gè)電池大約將會(huì)丟失20%的電容量。而電動(dòng)汽車(chē)在日常駕駛時(shí)常會(huì)遭遇下雨天和顛簸路面。濕氣、震動(dòng)，這些日常駕駛中最常見(jiàn)的因素都可能影響電池壽命。而有機(jī)硅材料具備出色的防震性能。在太空運(yùn)行過(guò)程中，航天飛機(jī)會(huì)遭受劇烈的震動(dòng)，有機(jī)硅材料能恰如其分地解決了這個(gè)問(wèn)題。目前，有機(jī)硅材料已協(xié)助美國(guó)宇航局“旅行者2號(hào)”完成了近100億英里的飛行。可以想象，應(yīng)用了有機(jī)硅材料的電動(dòng)汽車(chē)，表現(xiàn)將十分出色！目前，道康寧的有機(jī)硅方案提供了“電池組專(zhuān)屬定制”的解決方法，可以使電動(dòng)汽車(chē)在日常駕駛中，有針對(duì)性地應(yīng)對(duì)機(jī)械震動(dòng)、濕氣和溫度波動(dòng)對(duì)電池的影響。

 

絕緣性

    近年來(lái)，電動(dòng)汽車(chē)起火事件頻頻傳出，其中大多數(shù)原因出在電池身上。電動(dòng)汽車(chē)電池所面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，在于短路和過(guò)流等。電池出現(xiàn)爆炸或者燃燒等安全事故，導(dǎo)火索是電池出現(xiàn)短路、過(guò)充電等，使電池瞬間產(chǎn)生大熱量，隨后電解液和負(fù)極反應(yīng)、電解液分解、正極與電解液反應(yīng)等一系列連鎖反應(yīng)，最終出現(xiàn)熱失控。

而有機(jī)硅材料的絕緣性可以有效應(yīng)對(duì)這個(gè)問(wèn)題。在電池中應(yīng)用有機(jī)硅，能很好地保護(hù)內(nèi)部關(guān)鍵電子器件、電芯和母線(xiàn)，幫助避免電涌和電池起火的風(fēng)險(xiǎn)。想象一下，在裝載了數(shù)千噸火箭燃料的發(fā)射臺(tái)上，一個(gè)小小的短路就是一場(chǎng)滅頂之災(zāi)。從1969年阿波羅二號(hào)登月起，絕緣性都被視為每次太空任務(wù)的關(guān)鍵條件，有機(jī)硅材料成了安全的保證。如果在電動(dòng)汽車(chē)上使用有機(jī)硅材料，電動(dòng)汽車(chē)最大的安全問(wèn)題將迎刃而解。

 

溫度控制

    冬季天氣嚴(yán)寒、溫度降低，電動(dòng)汽車(chē)車(chē)主會(huì)明顯感覺(jué)到續(xù)航里程出現(xiàn)縮減。而夏季，電動(dòng)汽車(chē)在“涼車(chē)”充電時(shí)充電困難，充滿(mǎn)電需要很長(zhǎng)的時(shí)間。車(chē)主被“里程焦慮”和“充電難題”折騰得苦不堪言。但這并非電動(dòng)汽車(chē)本身的質(zhì)量問(wèn)題，而是與鋰離子電池的特性有關(guān)。鋰離子電池在0-40度的溫度下可正常工作，一旦溫度超出這個(gè)區(qū)間，壽命和容量就會(huì)大打折扣。換言之，保持適宜溫度，電池才能達(dá)到其較好性能。定制的有機(jī)硅材料能夠有效為電池組及電芯散熱，改善電池工作溫度。此外，可點(diǎn)膠的流體態(tài)有機(jī)硅可為電池組形成一個(gè)圍繞電池芯的熱屏蔽，當(dāng)環(huán)境過(guò)冷或過(guò)熱時(shí)，電池依然能保持高效運(yùn)作。目前，有機(jī)硅材料已廣泛應(yīng)用于極端的太空環(huán)境下。至于極寒的西伯利亞或極熱的撒哈拉？應(yīng)該不在話(huà)下。

 

    愿科學(xué)家早日實(shí)現(xiàn)電池領(lǐng)域的突破，滿(mǎn)足人類(lèi)真正綠色出行的愿望。武漢凱迪正大電氣有限公司深耕電力試驗(yàn)設(shè)備行業(yè)20余年，享有電力試驗(yàn)設(shè)備領(lǐng)導(dǎo)者的稱(chēng)譽(yù)。武漢凱迪正大電氣是電力系統(tǒng)高壓試驗(yàn)設(shè)備、蓄電池檢測(cè)的研發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售、調(diào)試為一體的高新技術(shù)企業(yè)。