王秉剛(國(guó)家“863”計(jì)劃節(jié)能與新能源汽車(chē)重大項(xiàng)目監(jiān)理專(zhuān)家組組長(zhǎng))
磷酸鐵鋰電池因安全性被看好
動(dòng)力電池的比能量與比價(jià)格是純電動(dòng)汽車(chē)普及的決定因素。鎳氫、鉛酸電池是比較成熟的電池,但比能量提高的空間比較小。鉛酸電池的基本元素是鉛,鎳氫電池的基本元素是鎳,兩者都屬于重金屬,自重大;而鋰電池的主要元素是鋰,本身非常輕,可以與多種化合物搭配,通過(guò)提升正負(fù)極材料的質(zhì)量和電池的結(jié)構(gòu)等提高電池的儲(chǔ)能量,因此鋰電池具有很大的發(fā)展空間,而且我國(guó)鋰資源儲(chǔ)量達(dá)380多萬(wàn)噸,居世界第二位。在多種鋰電池技術(shù)路線(xiàn)中,磷酸鐵鋰電池為電動(dòng)車(chē)的推廣起步提供了條件,磷酸鐵鋰電池之所以被看好,是因?yàn)樗陌踩宰詈?,而安全性是電池最基本的要求,只有在保證安全的情況下,才能談電池的儲(chǔ)能量。凡事都有兩面,安全性最好的磷酸鐵鋰電池,在性能上卻不是最好的。磷酸鐵鋰電池的比能量進(jìn)一步提高在理論上存在困難,許多科學(xué)家在繼續(xù)研究新的動(dòng)力電池材料與結(jié)構(gòu),3~5年內(nèi)磷酸鐵鋰電池比能量可望達(dá)到150Wh/kg以上,比價(jià)格達(dá)到1.5元/kg以下,這是電動(dòng)汽車(chē)開(kāi)始普及的基本條件。但是高比能量總是面臨安全性的挑戰(zhàn),因此不能盲目地做大電池,電池容量越大,安全性就越差。不過(guò),也不能排斥其他鋰電池種類(lèi)的發(fā)展,我們說(shuō)的安全性是按百萬(wàn)分之幾來(lái)統(tǒng)計(jì)的,只能說(shuō)其他鋰電池發(fā)生安全性的概率要比磷酸鐵鋰電池高一些,除了診-理上的差異,電池的安全性還與生產(chǎn)工藝、電池管理系統(tǒng)等多方面有關(guān)。
甄子健(國(guó)家科技部“863”計(jì)劃節(jié)能與新能源汽車(chē)重大項(xiàng)目辦公室副主任)
鋰電池和鎳氫電池成為主要投資領(lǐng)域
2009年、2010年,國(guó)內(nèi)在電池方面的投資將達(dá)到60.18億元,這包括地方政府支持、國(guó)家科研項(xiàng)目撥款、企業(yè)投入以及風(fēng)險(xiǎn)投資等,這比以前的投資規(guī)模擴(kuò)大了很多,其資金主要流向了鎳氫電池和鋰電池行業(yè)。2010年底,國(guó)內(nèi)車(chē)用鎳氫動(dòng)力電池和鋰離子動(dòng)力電池的年生產(chǎn)能力將分別超過(guò)3.6億瓦時(shí)和40億瓦時(shí)以上,按每輛裝30Kwh(約合A級(jí)轎車(chē)?yán)m(xù)駛里程200公里)電池計(jì),2010年底可滿(mǎn)足約15萬(wàn)輛電動(dòng)汽車(chē)裝車(chē)需求。2009年“十城千輛”示范車(chē)輛以混合動(dòng)力公交車(chē)為主,2010年在向純電驅(qū)動(dòng)公交車(chē)轉(zhuǎn)變,這樣對(duì)車(chē)用動(dòng)力電池的需求將提升。
王 芳(中國(guó)電子科技集團(tuán)第18研究所化學(xué)與物理電源技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室高級(jí)工程師)
3~5年內(nèi)鎳氫電池仍有市場(chǎng)
目前,用于電動(dòng)汽車(chē)的電池主要有四種:鉛酸電池、鎳氫電池、鋰離子電池和燃料電池?,F(xiàn)階段燃料電池的實(shí)用性較低,暫不做考慮。混合動(dòng)力汽車(chē)所用電池體系中惟一被實(shí)際驗(yàn)證并被商業(yè)化、規(guī)?;瘧?yīng)用的就是鎳氫電池,全球已綷-批量生產(chǎn)的混合動(dòng)力汽車(chē)幾乎全部采用鎳氫動(dòng)力電池。傳統(tǒng)的鉛酸電池、鎳鎘電池和鎳氫電池本身技術(shù)比較成熟,但作為汽車(chē)動(dòng)力電池則存在較大的問(wèn)題。目前,越來(lái)越多的汽車(chē)廠家選擇鋰電池作為新能源汽車(chē)的動(dòng)力電池。對(duì)于動(dòng)力電池的路線(xiàn)之爭(zhēng),業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為能量密度、裓-環(huán)壽命等性能占優(yōu)的鋰離子電池將成為發(fā)展趨勢(shì),而鎳氫電池具有性能穩(wěn)定、工藝成熟的優(yōu)勢(shì),未來(lái)3~5年內(nèi)仍將占有相當(dāng)?shù)氖袌?chǎng)份額。與其他類(lèi)型的動(dòng)力電池相比,鋰離子電池具有多方面的優(yōu)勢(shì):工作電壓高;比能量高,體積小,重量輕;裓-環(huán)壽命長(zhǎng)。
我國(guó)車(chē)用動(dòng)力電池研發(fā)還存在三大問(wèn)題。首先是制造的一致性問(wèn)題,在制造工藝和設(shè)備上存在差距,制造標(biāo)準(zhǔn)還達(dá)不到一致性要求。其次是診-材料的篩選問(wèn)題,國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的診-材料無(wú)法達(dá)到不同批次的一致性。第三是知識(shí)產(chǎn)權(quán)問(wèn)題。雖然國(guó)內(nèi)在磷酸鐵鋰電池的研究上已綷-取得了突破,但是國(guó)外在這方面擁有專(zhuān)利。
錢(qián)良國(guó)(中國(guó)電子商會(huì)電源專(zhuān)業(yè)委員會(huì)副秘書(shū)長(zhǎng))
錳酸鋰和磷酸鐵鋰電池應(yīng)均衡發(fā)展
現(xiàn)階段,行業(yè)對(duì)錳酸鋰和磷酸鐵鋰電池有爭(zhēng)議,我認(rèn)為應(yīng)該均衡發(fā)展,不能厚此薄彼。錳酸鋰電池的優(yōu)勢(shì)在于掌握自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),比能量高,但是裓-環(huán)壽命沒(méi)有磷酸鐵鋰電池長(zhǎng)。而對(duì)于錳酸鋰電池存在的安全性問(wèn)題,我認(rèn)為在這方面爭(zhēng)論沒(méi)有什么意思,錳酸鋰電池的安全性可以通過(guò)提升電池系統(tǒng)的管理來(lái)解決。磷酸鐵鋰電池的優(yōu)勢(shì)就是安全性高,裓-環(huán)壽命長(zhǎng),但是它的比能量低,材料一致性相對(duì)較差。對(duì)于專(zhuān)利問(wèn)題,我認(rèn)為對(duì)電池體系的影響不會(huì)太大,因?yàn)闅W美掌握的是磷酸鐵鋰電池材料方面的專(zhuān)利。
究竟選用哪種鋰電池?還是要根據(jù)車(chē)輛的要求來(lái)決定。比如有的車(chē)型需要裓-環(huán)壽命長(zhǎng)的電池,就可以選擇磷酸鐵鋰,而有的車(chē)型需要重量輕、能量密度高的電池,就可以選擇錳酸鋰。未來(lái)幾年鋰電池取代鎳氫電池是必然的發(fā)展趨勢(shì)。從價(jià)格上看,鋰電池價(jià)格在不斷下降,而鎳氫電池的價(jià)格也逐步攀升。而且鎳氫電池的安全性遠(yuǎn)低于鋰電池,容易熱失控,造成燃燒。因此,2006年6月豐田宣布,普銳斯在4年內(nèi)淘蘚-鎳氫電池,選用鋰電池。但是大功率鋰電池的研發(fā)剛剛開(kāi)始,只有當(dāng)功率密度增加20~30倍時(shí),才能取代鎳氫電池。