未來動力電池的發(fā)展路線又將是怎樣的呢？
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-04-20 15:15
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燃料電池在更高的能量密度以及快速充電上有優(yōu)勢，可隨充隨用。“但是氫燃料電池也有劣勢，比如在汽車突然加速變功的過程中，不能快速加速，同時能量不能回收。”清華大學(xué)化學(xué)系教授邱新平告訴記者。
氫燃料電池的壽命，國際上最好的在5000小時。理想狀況下，以一輛車百公里時速計(jì)，可行使5000小時，里程即為50萬公里。“在使用過程中燃料電池的性能會衰減，不潔空氣污染催化劑將影響壽命。” 邱新平稱。
在安全性上，氫燃料電池也并非完美無瑕，可能會發(fā)生泄漏爆炸，且爆炸的威力很大。“尤其要做好全面系統(tǒng)的防護(hù)，要考慮到任何惡劣條件狀況，防患于未然。” 邱新平進(jìn)一步表示，“就成本而言，氫燃料電池并不便宜，貴就貴在關(guān)鍵部件，如全氟膜、鉑催化劑等。”
中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會秘書長劉彥龍?jiān)诮邮堋吨袊茉磮?bào)》“不管是在基礎(chǔ)研究還是產(chǎn)業(yè)化中，日本燃料電池都是發(fā)展比較快的，盡管相比10年前已經(jīng)下降了80%之多，但是目前的價格還是偏高。此外，建設(shè)加氫站建設(shè)成本也不低，還要考慮運(yùn)輸成本、建設(shè)成本以及氣體安全性等各方面因素。”
相比之下，雖然目前的鋰電池在能量密度和快速充電上，與氫燃料電池相比存在差距，但在快速變功上擁有優(yōu)勢。同時，隨著“到2020年動力電池模塊的能量密度達(dá)到300瓦時/千克”被政府和業(yè)界作為下一段發(fā)展目標(biāo)提出，各方也在致力于提高鋰電池的能量密度。
不可否認(rèn)，現(xiàn)在鋰電池存在安全性隱患。“但是，隨著人們對鋰電安全認(rèn)識的深入，在電池單體技術(shù)、電池系統(tǒng)等多層面對電池進(jìn)行防護(hù)管理，在3-5年內(nèi)解決鋰電池安全問題，我們有信心。” 邱新平說。
據(jù)記者了解，鋰電池除了在上述硬件性能上有待突破，在軟件的電池管理系統(tǒng)（BMS）也落后于國際同行。以特斯拉電動車為例，其電池管理系統(tǒng)最多可串聯(lián)起8000多節(jié)鋰離子電池，保持電池的一致性、穩(wěn)定性和充放電的安全性，所以特斯拉的續(xù)航里程可以達(dá)到350公里。而目前國內(nèi)的電池系統(tǒng)最多也就串聯(lián)起2000多節(jié)。在系統(tǒng)集成技術(shù)上的差距也需努力追趕。
為推動中國動力電池取得革命性突破，2月下旬工信部表示，將投資5億元、聯(lián)合9家企業(yè)組建動力電池研究院。
那么未來中國動力電池的技術(shù)路線是什么？
此前不少接受記者采訪的專家認(rèn)為，考慮到電池行業(yè)周期長，技術(shù)累積和突破需要較長時間。“因此動力電池要取得革命性突破，難度不小。預(yù)計(jì)5-10年內(nèi)還將以鋰電池為主，向第三代鋰離子電池發(fā)展。”
“今后10年內(nèi)，不管是鋰電池還是燃料電池都有機(jī)會，5-10年內(nèi)還將以鋰電池為主，如鋰硫、鋰空電池是未來研究的方向，需在負(fù)極材料、正極材料以及電解質(zhì)上下功夫。20年之后，我個人認(rèn)為燃料電池將成為大趨勢。”邱新平表示。
“盡管氫燃料電池在日本成本降低很多，性能提高了不少，但從研發(fā)層面而言，國內(nèi)的技術(shù)積累還是存在不小的差距。”中科院電工所儲能技術(shù)研究組組長陳永翀對記者坦言，“現(xiàn)在討論未來動力電池的技術(shù)發(fā)展路線，更多的還是局限在電池材料的選擇上，如磷酸鐵鋰、三元鋰等，但這不能在根本上解決問題，應(yīng)立足于電池的大結(jié)構(gòu)研究，立足于安全性大幅提升、成本大幅下降、系統(tǒng)循環(huán)壽命大幅延長上，開發(fā)新型動力電池。”
“未來動力電池的技術(shù)路線還是要根據(jù)市場來定，只要是安全快充、成本低、壽命長的電池都應(yīng)該鼓勵發(fā)展。” 同時，陳永翀進(jìn)一步表示，“我們要立足基礎(chǔ)科學(xué)，看準(zhǔn)方向后持續(xù)研發(fā)，不要忽冷忽熱，也不能隨風(fēng)倒，從技術(shù)研發(fā)到產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)是一個日積月累的過程。”
近兩年隨著我國新能源汽車呈井噴式發(fā)展，帶動了動力鋰電池需求快速增長。以2015 年為例，全年累計(jì)生產(chǎn)新能源汽車37.9萬輛，同比增長4 倍。根據(jù)中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會以及各公司公告統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2015 年國內(nèi)動力電池產(chǎn)量約16吉瓦時，預(yù)計(jì)今明兩年新投產(chǎn)能20吉瓦時，2016 年年末將達(dá)到32吉瓦時。
與電動汽車的火爆相呼應(yīng)的是，中國已經(jīng)成為全球第三大動力電池產(chǎn)地。
動力鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈成為2015年募投最為密集的領(lǐng)域，比亞迪、杉杉股份、德爾家居、大東南、贏合科技等上市公司紛紛定增投入鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈，動力鋰電池產(chǎn)能極大擴(kuò)充。
“目前我們正在進(jìn)行鋰電分拆，準(zhǔn)備單獨(dú)上市。”記者從天能集團(tuán)獲悉，“‘十三五’期間，天能也在努力將鋰電池的能量密度提升至300-400瓦時每千克。同時在充電時間、安全性上進(jìn)一步提升。”
同時，國際動力鋰電池巨頭也紛紛進(jìn)軍中國。僅在2015年，就有三星SDI在西安建廠、 LG化學(xué)在南京建廠以及松下在大連建廠等。
