两位教授正在研究无溶剂工艺来制造电动汽车电池,从而省去昂贵的干燥设备需求。一位分析师称该研究“至关重要”。如果说车辆价格让美国消费者感到压力,那么电动汽车的价格简直令人咋舌。
受多种制造和供应链因素影响,自2023年底以来,购买纯电动汽车的消费者平均比购买燃油车多支付1.1万美元。不过,德雷塞尔大学的两名教授正致力于降低电池制造的部分成本,这可能会降低经销商处电动汽车的售价。
在位于俯瞰第30街车站的德雷塞尔自动化技术中心实验室里,机械工程系副教授韦斯利·张(Wesley Chang)正指导六名研究人员测试用于电池电极的新材料。他还在与同事、化学与生物工程学副教授莫琳·唐(Maureen Tang)合作,两人旨在开发成本更低的电池测试方法,这是制造过程中的关键环节。
制造电动汽车电池的步骤之一涉及使用溶剂将导电材料涂覆在电极上,随后使用烤箱干燥材料。张的研究将实现干法工艺,消除工业烤箱的使用并降低电力成本。张解释道:“有毒有机溶剂NMP的使用几乎占电池制造成本的一半,这是因为其使用需要大型烤箱及相应的基础设施。”
据科技出版物《IEEE 频谱》最近一篇文章引用咨询公司Thunder Said Energy的数据,电动汽车电池成本中约70%来自材料,30%来自制造。与此同时,张和唐各自研究了可简化电池测试的工艺。张的测试过程涉及非接触式超声,而唐的是电化学荧光显微镜。这两种方法都允许科学家在不接触的情况下测量电极,这很有用,因为电池本身必须保持在实验室内的无氧、无湿环境中。两人目前均有专利申请中。
这种超声波技术类似于产前筛查中使用的技术——在该过程中,水性凝胶会涂覆探头,使其能与皮肤无缝接触。但张找到了一种无需接触、凝胶或流体就能应用超声波的方法。科学家只需向电极发射声波即可测量密度。唐的测试过程利用紫外线显示电子进出电极的路径。电子必须能够自由移动,电极才能正常工作。
这两项创新简化了电池测试流程,唐表示这一过程通常需要数周甚至数月。“这非常昂贵,因为耗时很长,如果你搞砸了就必须回去修改配方,而且很长一段时间内你都不会知道配方是否有效,”唐解释说。“我们正在尝试发明新的测试方法,以便更快地知道事物是在运行还是在失效。”
电动汽车的成本高于汽油车。根据整体交易价格和销售额的不同,溢价每月波动很大。今年2月,这一溢价实际上已缩减至6,575美元。令人惊讶的是,价格数据显示,自10月联邦补贴结束后,价格差异并未出现大幅跳涨。但从最新的定价数据很难得出结论。
汽车网站埃德蒙兹(Edmunds)洞察部门主管杰西卡·考德威尔(Jessica Caldwell)表示:“我们经历了一个非同寻常的年份——由于所有冬季风暴的影响,销量相当低迷,我想电动汽车销量自然也会下降。”
尽管如此,降低电池制造成本确实会对电动汽车价格及其对潜在买家的吸引力产生实际影响。考克斯汽车(Cox Automotive)行业洞察总监斯蒂芬妮·瓦尔德兹·斯特雷蒂(Stephanie Valdez Streaty)表示,电池成本可占电动汽车价格的40%。
斯特雷蒂指出:“他们正在研究的德雷塞尔研究,即干法涂层,非常重要。为了让电动汽车价格下降,我们需要电池成本下降。”她注意到,降低电池成本的其他方式是通过化学变化实现的。最近,制造商开始在电动汽车中更多使用磷酸铁锂电池,去除了钴和镍等昂贵组件。
斯特雷蒂还指出,出于其他原因,电动汽车价格可能会进一步下降,例如福特的通用电动汽车平台降低了制造成本,以及电池和电动汽车工厂的产能过剩可能压低需求。尽管如此,自15年前日产聆风(Nissan Leaf)推出以来,电动汽车价格已大幅下降。斯特雷蒂称,2010年电动汽车成本约为每千瓦时1,000美元,而去年平均水平为108美元。这使得买家能用同样的钱获得更长的续航里程和更快的充电速度。
此外,随着伊朗战争的爆发,汽油价格上涨可能使电动汽车更具吸引力。这场战争关闭了石油运输通道霍尔木兹海峡,堵塞了全球约34%的原油供应。事实上,埃德蒙兹报告显示,其在2026年的电动汽车搜索率最高发生在截至3月15日的那一周,占搜索量的23.8%。
至于干法制造,据《IEEE 频谱》报道,英国布里斯托尔的Anaphite公司和加州圣何塞的Sakuù公司也都在致力于提高电动汽车电池制造的效率。特斯拉已在多个网站上确认,其4680电池可采用干法制造工艺,尽管关于其进展的信息难以核实。
回到德雷塞尔实验室,研究工作仍在继续。张和唐各自获得了宾夕法尼亚州社区与经济发展部制造业创新计划资助的70,000美元项目资金。两人都曾与总部位于巴黎的特种材料跨国制造商阿科玛(Arkema)合作,该公司在费城地区设有电池研发中心。
唐表示:“目标是补充行业所做的工作,而不一定是与其竞争,因为大学和公司的目标各不相同。‘我们试图建立能让我们更快获取电池信息的工具,而不一定是彻底制造出更好的电池。’
碳索储能网 https://cn.solarbe.com/news/20260324/50020299.html


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