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锂电池的问题

电动车使用锂电池。锂电池的优点是能量效率高,可以达到60%-80%,内燃机的能量效率为20%-60%。

锂电池的缺点是能量密度。目前,每公斤锂电池可以储存0.2度电,而每公斤汽油储存储存的能量相当于2度电,即汽油的能量密度是锂电池的10倍。可以计算一下,60升的汽车油箱可以加40多公斤汽油(汽油密度是每升0.72公斤),换成储存同样能量的锂电池,需要400多公斤。

这就是说,一辆电动汽车需要携带0.4顿的锂电池,才能达到汽油车携带的能量。

锂电池的寿命也是一个问题。手机的锂电池大约可用3年,充电/放电周期超过500次,汽车锂电池的寿命不能这么短。为了使电池寿命尽可能长,阴极和阳极需要三种最佳材料:钴,镍和石墨。

更大的问题是锂元素的储量不足。锂元素主要来自安第斯山脉的“锂三角”(阿根廷,智利和玻利维亚之间的区域),中国和澳大利亚也拥有一些储量。智利占世界锂储量的三分之一,号称“锂的沙特阿拉伯”。开采锂矿对环境污染很大,在智利的一些地区,65%的水用于锂生产,它们都可能被化学品污染。

石墨、镍、钴的开发也都对环境有破坏性。全世界一半的钴是在刚果民主共和国生产的。2014年,联合国儿童基金会表示,大约有4万名儿童在该国南部的矿井中工作,其中许多人开采钴。

锂的回收率目前很低。澳大利亚只有2%的锂电池被回收利用,其余的则留在垃圾填埋场腐烂。问题不是公众把手机扔进垃圾桶,而是从锂电池回收锂的成本很高,高于开采锂矿,而且回收的锂也不纯。

另外,制造锂电池需要大量能量,有研究报告称,制造一辆电动汽车的碳排放,比制造汽油车多一吨。

很明显,在气候灾难中,锂电池不是解决世界能源问题的灵丹妙药,我们需要解决电池问题的新技术。

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