"2014年的磷酸鐵鋰訂貨量只有1萬噸左右,而2015年全國磷酸鐵鋰原材料的訂貨量預(yù)計將增長14倍."北京理工大學(xué)機(jī)械與車輛學(xué)院副教授孫立清在近日召開的國際節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展研討會上開門見山地說.
油質(zhì)不純,汽車跑起來大喘氣;電池有瑕疵,電動汽車自然不給力.
這是中國新能源汽車的隱憂所在.盡管資本市場的炒作一片火熱,盡管政策層面的扶持一片叫好,但是技術(shù)層面的問題卻回到了原點(diǎn).
電池作為電動汽車核心部件,擔(dān)負(fù)著電動汽車?yán)m(xù)航里程的重任.那么,哪種電池是市場的寵兒,誰又是未來的主導(dǎo)者,是人們普遍關(guān)心的話題.
鋰電池將成主流
國內(nèi)電動汽車電池種類主要有:鉛酸蓄電池、磷酸鐵鋰電池、鈷酸鋰電池和三元聚合物鋰電池等.
孫立清向筆者介紹,動力電池分別經(jīng)歷了鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰電池、燃料電池的時代.鉛酸電池目前占據(jù)二次電池80%以上的市場份額,主要應(yīng)用于電動車市場和儲能市場,鎳鎘電池主要應(yīng)用于電動工具,但是鉛酸電池和鎳鎘電池均含有重金屬元素容易造成污染,因此推廣程度有限.
鎳氫電池目前主要應(yīng)用于混合電動車,但性能不能滿足目前純電動汽車和插電式混合動力汽車的需求,此類電動車需200公里以上的行駛里程,是鎳氫電池提供的純電動里程的10倍.雖然燃料電池的性能很好,但是技術(shù)難度大.
鋰電池以其優(yōu)越的性能和成熟的技術(shù)成為未來十年電動車用電池首選.其優(yōu)勢為具有更高的能量質(zhì)量比、能量體積比,目前能達(dá)到 100-125Wh/kg和240-300Wh/L,是鎳鎘電池的2倍,是鎳氫電池的1.5倍;不僅如此,自放電小表明可長時間存放,充滿電的鋰電池儲存1個月后的自放電率為10%左右,大大低于鎳鎘電池的25%-30%,鎳氫電池的30%-35%,這是鋰電池最突出的優(yōu)越性;此外,無記憶效應(yīng)、壽命長、可以快速充電、無污染等特點(diǎn)為消費(fèi)者提供了更多便捷.
三元材料或成明日之星
正極材料是鋰電池最為關(guān)鍵的原材料.四大材料生產(chǎn)中,正極材料是鋰電池的核心,占鋰電池成本的30%以上,比重最大.正極材料的好壞直接決定了鋰電池各種性能指標(biāo),如能量密度性能、比功率、溫度適用范圍及安全性能等等.
三元材料是未來發(fā)展的趨勢.目前市場上所有的三元材料主要是以NMC、NCA為主,同時包含了鎳、鈷、錳三種元素的協(xié)同效應(yīng),具有容量高、電壓高等優(yōu)點(diǎn),逐漸成為電動汽車應(yīng)用主流.未來3-5年,高端的三元體系作為動力鋰電池,將會呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面.
目前國內(nèi)動力鋰電池仍以磷酸鐵鋰為主,國內(nèi)的鋰電池和電動汽車企業(yè)可通過對磷酸鐵鋰材料的掌握,在2-3年內(nèi)形成成熟的電池技術(shù),然后慢慢過渡到三元材料為正極的鋰電池產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的道路上."中國目前正極材料以磷酸鐵鋰為主,將逐步向三元及其與錳酸鋰的混合材料體系轉(zhuǎn)變;負(fù)極材料以石墨類為主,兼有鈦酸鋰."中國汽車技術(shù)研究中心汽車試驗研究所新能源實(shí)驗室高級工程師王芳博士對筆者說道.
電動車突圍重點(diǎn)在電池
事實(shí)上,受限于量產(chǎn)后的成本壓力,69.86萬元起價的寶馬530Le以及售價接近百萬元的特斯拉等豪華電動車,并不是普通大眾可以企及的,電池成本居高不下成為關(guān)鍵因素.
據(jù)了解,特斯拉采用的是18650鈷酸鋰電池,這種電池功率高、能量密度大,且一致性較高,但成本也相對較高,因此并不被其他廠家廣泛采用.
不過,比亞迪采用的就是自己的電池技術(shù)磷酸鐵鋰電池,它擁有較好的電池性能和穩(wěn)定性,但在低溫環(huán)境下,磷酸鐵鋰電池的性能損耗大,導(dǎo)電性或會受到影響.
汽車安全與節(jié)能國家重點(diǎn)實(shí)驗室副主任宋健曾公開表示,車企需要突破電池技術(shù)瓶頸.雖然目前本土車企未能從新能源汽車上賺到錢,但如果持續(xù)不斷地研發(fā),突破電池技術(shù),就等于突圍而出.
王芳告訴筆者,安全性是否達(dá)到消費(fèi)者的期望、壽命是否能真正滿足5-10年的使用年限、持續(xù)續(xù)駛里程能否提高、消費(fèi)者是否可以接受電池更換與維修的成本、是否影響消費(fèi)者不同季節(jié)的使用問題,這些都是消費(fèi)者持續(xù)關(guān)注的問題.她認(rèn)為,對于動力電池的評測,應(yīng)該從整車集合和實(shí)際應(yīng)用出發(fā),通過對電池深入細(xì)致有效地測試評價,將性能良好的電池通過集成技術(shù)地疊加,進(jìn)一步提升其安全性和綜合性能,推動動力電池產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,促進(jìn)電動汽車產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程.
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