鋰電的發(fā)展前景好嗎？國(guó)家完全退補(bǔ)后會(huì)有何影響？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-05-12 14:59
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首先，鋰電在短期5-10年內(nèi)，從我自己和我聊過(guò)的從業(yè)者來(lái)說(shuō)，都是比較樂(lè)觀的。
從國(guó)家的戰(zhàn)略層面來(lái)說(shuō)，我們不能指望在意識(shí)形態(tài)都不同的大環(huán)境下把我們的能源資源交給外部環(huán)境。其實(shí)國(guó)內(nèi)的資源類型和資源分配如果能有合適的儲(chǔ)能方式，是可以大大緩解這一情況的。這有點(diǎn)像90年代的通訊產(chǎn)業(yè)，趕上了2G向3G再到4G的技術(shù)轉(zhuǎn)型，是彎道超車的極佳時(shí)期。在國(guó)外內(nèi)燃機(jī)技術(shù)積累百余年之時(shí)，其專利布局、產(chǎn)業(yè)工人素質(zhì)和技術(shù)人員層次的差距，我們很難奢望你能以十幾年的技術(shù)積累完成產(chǎn)業(yè)超越。而新興的電池儲(chǔ)能和電力驅(qū)動(dòng)技術(shù)，我們國(guó)家的差距是相對(duì)較小的，我猜測(cè)國(guó)家花大力氣扶持很可能也是基于此吧。
作為研究人員來(lái)看，很多答主的意見我是很贊同的，作為最復(fù)雜的一種電化學(xué)儲(chǔ)存體系，其優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)大家都聊得很多了。比如Li+動(dòng)力學(xué)的極限其實(shí)已經(jīng)在那里了，怎么快充？要壽命還是要速度？正極材料無(wú)論怎么換，他的理論容量也在那里，你要讓Si/C中的Si含量多余10%，你也要早點(diǎn)去找一種好材料能容量匹配啊。還有固體電池的界面問(wèn)題，有機(jī)到無(wú)機(jī)再到有機(jī)無(wú)機(jī)混合的技術(shù)路線到現(xiàn)在還沒(méi)爭(zhēng)明白。所幸，雖然鋰電池還有很多東西還沒(méi)研究清楚，而其競(jìng)爭(zhēng)者看起來(lái)還真是不給力。大量資本的涌入也促進(jìn)和加速了鋰離子電池產(chǎn)業(yè)和學(xué)界的開發(fā)，短期的10年左右，大家還是相當(dāng)看好它的?，F(xiàn)階段在3C和小型電動(dòng)工具領(lǐng)域，其龍頭地位還無(wú)人能撼動(dòng)，而今后在儲(chǔ)能和電動(dòng)汽車領(lǐng)域的應(yīng)用，也會(huì)和像V2G，Iot等技術(shù)齊頭并進(jìn)。
從產(chǎn)業(yè)上看，隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大和技術(shù)進(jìn)一步提高，電池存儲(chǔ)的度電成本會(huì)繼續(xù)下降。電池不必要超越一切，只需要它能在分布式儲(chǔ)能或者集中儲(chǔ)能的應(yīng)用中，低于火電或者水電的度電成本，我們自然會(huì)去選擇它。同時(shí)，對(duì)于電網(wǎng)調(diào)度來(lái)說(shuō)，調(diào)峰也是很重要的環(huán)節(jié)之一，能否在高峰放電、低峰存電，不少專家學(xué)者對(duì)其也寄予了很高的希望。
同時(shí)，作為電驅(qū)動(dòng)汽車的核心部件，它承載著汽車從內(nèi)燃機(jī)、機(jī)械傳動(dòng)向三電的“電驅(qū)動(dòng)、電機(jī)、電池”的技術(shù)轉(zhuǎn)化，其背后的資本力量也在推動(dòng)者三電的發(fā)展，跳脫出卡諾循環(huán)之后的電動(dòng)車技術(shù)毫無(wú)疑問(wèn)，在短期內(nèi)還是會(huì)占據(jù)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)的。無(wú)論是從商業(yè)化還是基礎(chǔ)設(shè)施布局，這一塊的紅利保守估計(jì)都還有3-5年。（鋰電池的梯次利用和回收問(wèn)題、充電樁的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等等）
電動(dòng)汽車技術(shù)路線
同時(shí) ，誰(shuí)會(huì)把雞蛋放在同一個(gè)籃子里呢？你看到的以下的技術(shù)方案中，只要有一種能夠應(yīng)用實(shí)現(xiàn)，感受一下，它 會(huì)不會(huì) 很快的 消亡 。至于Li-S和Li-O2本人了解科學(xué)技術(shù)，不了解產(chǎn)業(yè)，不敢妄加評(píng)判，至少我覺(jué)得問(wèn)題多多，還不知道怎么商用。還有很多答主提到了（氫）燃料電池和核電池，個(gè)人認(rèn)為其 這些中的技術(shù)難題還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有解決到大規(guī)模應(yīng)用于民用設(shè)施的階段，氫燃料更是差不多會(huì)到20 30年之后了，對(duì)于即將要奮斗的 黃金 十年來(lái)說(shuō)，這個(gè)領(lǐng)域值得擁有。我覺(jué)得在行業(yè)內(nèi)學(xué)習(xí)的是技術(shù)思路和技術(shù)方法，無(wú)論在汽車電動(dòng)化或者儲(chǔ)能領(lǐng)域，只要在技術(shù)上深耕不至于說(shuō)被淘汰。至于核電池，我覺(jué)得它和無(wú)線充電技術(shù)民用化誰(shuí)先到來(lái)，我們拭目以待。
最后，確實(shí)，隨著資本的大量涌入，鋰電池企業(yè)出現(xiàn)了良莠不齊的局面，很多企業(yè)直接宣稱2020年產(chǎn)量X百萬(wàn)，X千萬(wàn)量汽車等等，用腦子算一算2025年這些企業(yè)能造出來(lái)汽車都可以繞地球多少圈了，這是不理智的。行業(yè)雖亂，只有技術(shù)是真的，能掌握核心的技術(shù)就能在大浪淘沙之后熠熠生輝。想想華為，前幾年還在和中興你死我活呢，現(xiàn)在誰(shuí)比較好也是很明顯了。從前面說(shuō)的通訊行業(yè)的類比來(lái)看，誰(shuí)說(shuō)鋰電行業(yè)不會(huì)在幾年內(nèi)異軍突起一個(gè)像華為一樣的企業(yè)呢？
從目前的情況來(lái)看，鋰電必須發(fā)展，因?yàn)?，它具有很顯著的不可替代性。至于發(fā)展的好不好，這個(gè)就很難說(shuō)了。
為什么說(shuō)鋰電具有不可替代性呢？簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，這是由動(dòng)力電池的重要性決定的。電動(dòng)車全面取代傳統(tǒng)燃油車是未來(lái)趨勢(shì)，這可以大大降低環(huán)境壓力和對(duì)化石能源的消耗。隨著人類能源結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化，電動(dòng)車和動(dòng)力電池工藝的不斷改善，充電換電設(shè)備的不斷普及，電動(dòng)車必將由城市到鄉(xiāng)村大規(guī)模地取代燃油車。目前電動(dòng)汽車的主要問(wèn)題還是價(jià)格和里程焦慮，從使用成本和動(dòng)力性能上來(lái)說(shuō)，電動(dòng)車是優(yōu)于一般的燃油車的，甚至如果電動(dòng)車真能用上十多年，它的總成本會(huì)低于燃油車，畢竟電價(jià)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于油價(jià)，即便考慮充電服務(wù)費(fèi)也是如此。在此基礎(chǔ)上，動(dòng)力電池未來(lái)具有極大的市場(chǎng)需求。
而說(shuō)到動(dòng)力電池，大規(guī)模生產(chǎn)的只有鋰電。再加上有條件大規(guī)模化的燃料電池，就這兩種。其他的電池體系，毫無(wú)爭(zhēng)議地屬于花里胡哨的體系，發(fā)論文可以，真要用不可能。沒(méi)辦法，動(dòng)力電池追求最高的能量，功率密度，壽命和安全可靠性，其他的二次電池體系，尤其是什么石墨烯，超級(jí)電容器，是達(dá)不到要求的。而事實(shí)上，燃料電池目前為止除了日本還在繼續(xù)做商品化嘗試，其他國(guó)家主要發(fā)展的都是鋰離子電池。關(guān)于燃料電池和鋰離子電池的爭(zhēng)論，不是本回答的重點(diǎn)，我們重點(diǎn)談鋰離子電池未來(lái)的發(fā)展。
鋰離子電池的主要發(fā)展方向，一定是動(dòng)力電池和便攜式儲(chǔ)能。動(dòng)力電池要求最好的電性能，儲(chǔ)能電池則更多要考慮價(jià)格。目前來(lái)看，退役動(dòng)力電池完全可以拿來(lái)做儲(chǔ)能，只是安全可靠性還需要進(jìn)一步評(píng)估。所以，我們只談動(dòng)力電池的發(fā)展。
到今天為止，鋰離子電池的基本結(jié)構(gòu)已經(jīng)基本定型，以正極，電解質(zhì)和負(fù)極薄層的疊片或卷繞的方式幾乎不可能再有改變，因此，要進(jìn)一步提高電池性能，只能從材料的角度來(lái)考慮。材料的研發(fā)，決定了鋰離子電池的未來(lái)。
目前的鋰動(dòng)力電池，負(fù)極采用的仍然是碳基材料，電解質(zhì)采用的是聚烯烴隔膜加有機(jī)碳酸酯的復(fù)合材質(zhì)，正極采用三元氧化物或磷酸鐵鋰正極。
未來(lái)幾年內(nèi)，正極最有希望隨著高鎳三元正極材料的應(yīng)用，使電池能量密度在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上再提高20%左右，它的質(zhì)量比能量高于普通三元，而且結(jié)構(gòu)類似，預(yù)計(jì)工藝上問(wèn)題不會(huì)太大，目前來(lái)說(shuō)還剩下循環(huán)壽命和安全性方面還有一些不確定因素，再遠(yuǎn)一些就是富鋰正極材料了。負(fù)極來(lái)說(shuō)，硅碳材料最有希望取代現(xiàn)有的石墨，但硅碳和石墨的微觀結(jié)構(gòu)不同，工藝上會(huì)有比較大的區(qū)別，它的商品化研究，就已經(jīng)發(fā)表的成果來(lái)說(shuō)，還比較欠缺，究竟能提高多少能量密度不好說(shuō)。電解質(zhì)是目前最難突破的一個(gè)問(wèn)題，固態(tài)電解質(zhì)始終看不到大規(guī)模量產(chǎn)取代碳酸酯的希望，新型隔膜也基本上換湯不換藥，高熔點(diǎn)基質(zhì)用不上，包覆顆粒也做得差不多了，而電解質(zhì)是電池安全最大的保障。
至于其他體系，如鋰金屬，鋰硫，目前還完全看不到商品化的條件，理論上還不夠成熟。
總之，在市場(chǎng)的巨大需求下，鋰離子電池因其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和相對(duì)成熟的技術(shù)水平，已經(jīng)并將繼續(xù)在整個(gè)社會(huì)能源結(jié)構(gòu)中占重要位置。電池新材料的開發(fā)水平將最終制約鋰離子電池能夠達(dá)到的高度。
另外，從成本控制來(lái)看，未來(lái)動(dòng)力鋰離子電池的價(jià)格將逐步下降到小于1000元一度電的較低水平，未來(lái)這幾年預(yù)計(jì)就可以實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)在一輛20萬(wàn)的車，電池價(jià)格占到一半左右，如果電池價(jià)格真能達(dá)到我說(shuō)的這個(gè)水平，一輛車最起碼便宜三萬(wàn)塊的成本。這時(shí)候，退補(bǔ)也不會(huì)影響技術(shù)成熟的廠家。相比之下，我個(gè)人認(rèn)為車的制造水平比電池的制造水平更重要，我國(guó)電池制造水平已經(jīng)是世界領(lǐng)先了，CATL和BYD無(wú)論在產(chǎn)量還是質(zhì)量上都是世界頂尖的，但中國(guó)缺的是世界級(jí)的車企。
