熱議
波音787的全球停飛,讓人很容易聯(lián)想到,2011年雪佛蘭沃藍(lán)達(dá)插電式混合動(dòng)力汽車碰撞測(cè)試后鋰電池組的起火、2011年4月眾泰出租車杭州街頭自燃,以及2012年5月深圳比亞迪E6遭擊燃燒。新能源汽車出現(xiàn)起火或爆炸絕非個(gè)案,在世界各地此類案例屢見不鮮。
對(duì)于近年來(lái)中、美國(guó)家鋰電池組頻發(fā)的著火事件,應(yīng)如何正確看待鋰電池的安全問題,中國(guó)工程院院士楊裕生認(rèn)為:“既不必驚慌,又要重視?!?/p>
他認(rèn)為,大容量、高電壓鋰電池組的安全是個(gè)新問題,其影響因素多,環(huán)節(jié)復(fù)雜,深刻認(rèn)識(shí)和圓滿解決,要有個(gè)過(guò)程。
楊裕生說(shuō):“在新能源汽車發(fā)展過(guò)程中,首先要樹立鋰電池是易燃物的觀念,因?yàn)殇囯姵夭牧现校心芰坎考陀袡C(jī)溶劑,這些都是易燃物。隨著今后比能量的提高,其危險(xiǎn)性會(huì)更大?!?/p>
不能因?yàn)?,鋰電池存在安全隱患就限制其發(fā)展。目前,鋰電池和電池組的防火功能設(shè)計(jì)正在研究中,技術(shù)也在不斷進(jìn)步,其安全性能會(huì)不斷提高。政府應(yīng)該組織專門的管理部門,加強(qiáng)鋰電池行業(yè)的安全管理。
2012年12月11日,工信部安全生產(chǎn)司在其網(wǎng)站上發(fā)布了《關(guān)于組織開展我國(guó)鋰電池行業(yè)基本情況調(diào)查工作的通知》,以加強(qiáng)對(duì)鋰電池行業(yè)的管理和準(zhǔn)入,從而提高行業(yè)的安全性。
安全問題可能導(dǎo)致有些人懷疑鋰電池“性能”,從上世紀(jì)80年代末開始研究二次電池的中科院物理所研究員黃學(xué)杰告訴記者:“目前,動(dòng)力電池技術(shù)沒有比鋰電池更行?!?/p>
黃學(xué)杰提到,目前,美國(guó)雪佛蘭沃藍(lán)達(dá)以及日本聆風(fēng)熱銷幾萬(wàn)輛,可以看出新能源汽車相關(guān)技術(shù)的成熟,電池質(zhì)量有好的,未能實(shí)現(xiàn)預(yù)期更大規(guī)模的銷售,發(fā)展的阻礙不完全是電池的問題。
黃學(xué)杰介紹,我國(guó)政府大力推廣的混合動(dòng)力公交車、插電增程式電動(dòng)汽車,以及純電動(dòng)汽車,都離不開鋰電池。政府產(chǎn)業(yè)政策支持的車型都是優(yōu)選的鋰電池,這是其他電池種類無(wú)法比的。
目前,混合動(dòng)力公交車的動(dòng)力電池從鎳氫轉(zhuǎn)向鋰——國(guó)外汽車巨頭相繼推出鋰電池版PHEV產(chǎn)品參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng),通用汽車雪佛蘭沃藍(lán)達(dá)(Volt)、豐田汽車鋰電池版插電式普銳斯(Prius),本田也開始轉(zhuǎn)變?cè)诨旌想妱?dòng)汽車上。為什么出現(xiàn)這樣的轉(zhuǎn)變?黃學(xué)杰說(shuō):“一句話,性價(jià)比。在高端電池領(lǐng)域,鋰電池最具優(yōu)勢(shì)。”
楊裕生認(rèn)為,鋰電池將是新能源汽車的主力電池,擁有比能量高、比功率高、高能量轉(zhuǎn)換效率、循環(huán)壽命長(zhǎng)的眾多優(yōu)勢(shì)。另外,新技術(shù)、新材料的研發(fā)和推廣使鋰電池的技術(shù)和性能不斷優(yōu)化。比如,新材料及納米化,提高了比能量和比功率;國(guó)產(chǎn)隔膜的量產(chǎn),大幅降低鋰電池的價(jià)格;電池生產(chǎn)的半自動(dòng)化,促進(jìn)鋰電池可靠性、一致性的提高;電源管理和控制系統(tǒng)的改進(jìn),鋰電池的安全性和循環(huán)壽命正在提高。
瓶頸
我國(guó)較早站出來(lái)支持電動(dòng)車發(fā)展的中科院院士何祚庥在接受本刊記者采訪時(shí)說(shuō):“我贊成搞電動(dòng)車,原因不多說(shuō),大家都知道?,F(xiàn)在發(fā)生的問題是,蓄電池技術(shù)不過(guò)關(guān)?!?/p>
中國(guó)汽研中心主任趙航認(rèn)為,目前新能源汽車的重大突破在于電池。大眾中國(guó)執(zhí)行副總裁張綏新也表示,電池問題,還有一定難度。
電池工業(yè)協(xié)會(huì)會(huì)長(zhǎng)王敬忠在接受采訪到說(shuō):“目前電池確實(shí)是新能源汽車發(fā)展的瓶頸,動(dòng)力電池的很多問題沒有徹底解決?!毙履茉雌嚨碾姵爻杀?、技術(shù)等問題,已成為全球共同面臨的挑戰(zhàn)。
現(xiàn)有的動(dòng)力電池材料中,鋰電池性價(jià)比最高。鋰電池壽命長(zhǎng),但成本高,存在安全問題,確實(shí)是嚴(yán)重制約新能源汽車規(guī)?;l(fā)展的重要因素。
燒錢
新能源汽車是汽車行業(yè)未來(lái)的發(fā)展方向,全球已達(dá)共識(shí)。我國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)始于21世紀(jì)初,于2009年開始正式駛?cè)肟焖侔l(fā)展軌道。
誰(shuí)都知道新能源汽車會(huì)為電池行業(yè)帶來(lái)巨大的市場(chǎng)。正如中國(guó)電池工業(yè)協(xié)會(huì)副理事長(zhǎng)王敬忠所說(shuō)新能源汽車規(guī)?;l(fā)展,將帶來(lái)電池行業(yè)的井噴式發(fā)展。
王敬忠認(rèn)為,電池行業(yè)發(fā)展必須順應(yīng)歷史潮流。國(guó)家政策持續(xù)支持的新能源汽車產(chǎn)業(yè),對(duì)電池行業(yè)來(lái)說(shuō),將是一次革命性的推進(jìn),更是一次重大的發(fā)展機(jī)遇。如果新能源汽車的電池技術(shù)得以解決,未來(lái)電池產(chǎn)業(yè)將成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要支柱產(chǎn)業(yè)。
鑒于此,新能源汽車帶熱動(dòng)力電池企業(yè)的投資,資本開始十分熱衷于動(dòng)力電池及相關(guān)正負(fù)極材料。在此期間,很多企業(yè)一腦門子“扎進(jìn)”了鋰電池行業(yè)。現(xiàn)在看來(lái),大多企業(yè)碰得“頭破血流”瀕臨破產(chǎn)。
王敬忠說(shuō):“現(xiàn)在生產(chǎn)動(dòng)力電池的企業(yè)效益都不理想,能夠?qū)崿F(xiàn)盈利的企業(yè)不多。為此,我們進(jìn)行了專門調(diào)查,生產(chǎn)動(dòng)力電池的企業(yè),幾乎沒有利潤(rùn)。早幾年投入動(dòng)力電池的企業(yè),目前大部分都‘關(guān)門’了,只有一些資金雄厚的大企業(yè),用其他渠道的利潤(rùn)支撐這一領(lǐng)域?!?/p>
王敬忠一直主張,擁有雄厚資金實(shí)力的大企業(yè)從事動(dòng)力電池研發(fā)和生產(chǎn)工作,在目前技術(shù)不夠成熟、市場(chǎng)不夠明朗的情況下,能夠持續(xù)不斷地“砸錢”進(jìn)去。
本刊記者從天津力神集團(tuán)主管動(dòng)力電池市場(chǎng)的貢經(jīng)理得知,目前力神在這一領(lǐng)域也賠錢。他認(rèn)為,做動(dòng)力電池的企業(yè)壓力很大,主要是新能源汽車規(guī)?;袌?chǎng)沒有形成,大家都在投入。
前不久,萬(wàn)向集團(tuán)花費(fèi)2.56億美元收購(gòu)美國(guó)龍頭電池企業(yè)——A123 Systems,轟動(dòng)整個(gè)行業(yè)。對(duì)萬(wàn)向集團(tuán)而言,此次國(guó)外收購(gòu)已不是第一次。
從收購(gòu)美國(guó)UAI、洛克福特等近30家國(guó)外知名汽車零部件公司的經(jīng)驗(yàn)看,萬(wàn)向不是一個(gè)熱衷于資本炒作和風(fēng)險(xiǎn)投資的企業(yè)。
按萬(wàn)向集團(tuán)董事長(zhǎng)魯冠球的說(shuō)法:“萬(wàn)向搞電動(dòng)力汽車10多年,天天在燒錢,還要再燒5年的錢,才能考慮賺錢的事情。”
魯冠球?qū)π袠I(yè)的分析是比較理性的,不像“十二五”初期,有些人樂觀地認(rèn)為,3~5年新能源汽車就能大規(guī)模發(fā)展?,F(xiàn)在5年快到了,發(fā)展現(xiàn)狀并不理想。
工信部副部長(zhǎng)蘇波3月7日在全國(guó)政協(xié)經(jīng)濟(jì)組聯(lián)組會(huì)議間隙透露:“2012年沒有完成(新能源汽車推廣)年度目標(biāo)。”蘇波坦言,要完成《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012-2020年)》的規(guī)定,即到2015年累計(jì)銷售50萬(wàn)輛新能源汽車的目標(biāo),需要強(qiáng)有力的措施推動(dòng)才有可能實(shí)現(xiàn)。
對(duì)于新能源汽車真正規(guī)?;茝V,王敬忠說(shuō):“具體時(shí)間不好確定,按目前發(fā)展速度至少還需10年左右”。
這一看法美國(guó)能源部肯塔基州阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室電池制造配套研究與發(fā)展中心主任托尼漢考克認(rèn)同。他認(rèn)為,許多新技術(shù)從概念到實(shí)際生產(chǎn)都需要漫長(zhǎng)的過(guò)程。現(xiàn)在新能源汽車使用的電池技術(shù)是10年前開發(fā)的。全新技術(shù)的獨(dú)立發(fā)展需要投入巨大的努力,即使是有良好的電池解決方案仍然需要至少10年,或者更久。
王敬忠提出,一旦發(fā)現(xiàn)一個(gè)新的正極材料做的電池能夠滿足新能源汽車的性能要求,即一次充電續(xù)航里程達(dá)300公里,且成本完全可以和傳統(tǒng)汽車競(jìng)爭(zhēng),那么新能源汽車普及就會(huì)容易的多。
擔(dān)當(dāng)
對(duì)于鋰電池來(lái)說(shuō),縱然目前不是新能源汽車動(dòng)力電池的最佳“配對(duì)人選”,但被認(rèn)為是“合適人選”。政府的優(yōu)選、政策的傾斜、行業(yè)的力推、專家的肯定、企業(yè)的燒錢,無(wú)不促使鋰電池去擔(dān)當(dāng)。
“既然非用不可,那么鋰電池業(yè)界該怎么辦,才能滿足混動(dòng)、純動(dòng)汽車的要求。”黃學(xué)杰如是說(shuō)。
勇于擔(dān)當(dāng)是一種態(tài)度。在此階段,鋰電池業(yè)界理應(yīng)有所擔(dān)當(dāng),勇于看到自身的問題,挖掘自身的潛力,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)提升。
楊裕生認(rèn)為,各企業(yè)的生產(chǎn)水平參差不齊,與國(guó)外差距拉大;科技成果沒有普遍用于電池產(chǎn)業(yè)界;安全性有待提高;比能量不能支持遠(yuǎn)距離行駛;一致性不夠,成組技術(shù)尚未成熟;壽命不夠長(zhǎng),汽車運(yùn)行成本高等,都是當(dāng)前我國(guó)鋰電池的問題所在。
提高比能量最重要,首要是提高電極材料比容量。據(jù)悉,正極材料、負(fù)極材料、電解液和隔膜是鋰電池最重要的四大原料,是鋰電池技術(shù)創(chuàng)新和性能提高的重點(diǎn)。隨后,楊裕生介紹了鋰電池的新進(jìn)展。從正極材料方面看,錳鎳鈷三元鋰,能做到提高容量;鎳基能夠提高電壓;富鋰錳基能夠提高容量及電壓;硫作為特高容量,但電壓低。在負(fù)極材料上,可采用錫及錫基合金;納米硅具有超高容量,理論上4200mAh/g;鈦酸鋰具有超長(zhǎng)壽命。
楊裕生說(shuō):“鋰離子動(dòng)力電池性能提高是一個(gè)長(zhǎng)過(guò)程,而且鋰電池比能量提高有限度,不能指望達(dá)到汽油的水平,問題是要巧妙地用好它”。
眾所周知,正極材料對(duì)鋰電池的性能起著重要作用。按正極材料劃分,鋰電池的主流產(chǎn)品有鈷酸鋰,鎳酸鋰,錳酸鋰,鈷鎳錳酸鋰三元材料(俗稱三元鋰)以及磷酸鐵鋰。新能源汽車動(dòng)力電池以磷酸鐵鋰和錳酸鋰為主流。
鋰電池生產(chǎn)企業(yè)在全球范圍內(nèi)分為兩大陣營(yíng),一是以韓國(guó)LG、日本日產(chǎn)和東芝為代表的鋰電池企業(yè),側(cè)重于開發(fā)錳酸鋰及三元材料為正極的動(dòng)力電池;另一陣營(yíng)是以A123公司、日本SONY、中國(guó)比克、比亞迪、力神為代表的主要開發(fā)以磷酸鐵鋰為正極材料的動(dòng)力電池陣營(yíng)。
目前,磷酸鐵鋰由于具有另外幾種材料不具備的循環(huán)壽命、安全和材料成本方面的潛在優(yōu)勢(shì),被業(yè)界看做理想的正極材料。
黃學(xué)杰說(shuō):“目前,大量使用的是磷酸鐵鋰電池,雖然比能量稍低,但壽命還行,比較適合中國(guó)發(fā)展。從國(guó)際上看,美國(guó)的沃藍(lán)達(dá)用的是韓國(guó)電池錳酸鋰加三元作為正極材料,日本一些電池企業(yè)也走此技術(shù)路線,其能量密度會(huì)高些,但壽命會(huì)大打折扣。近期,日本汽車生產(chǎn)商日產(chǎn)汽車公司將為美國(guó)大批輛聆風(fēng)電動(dòng)汽車更換問題電池,并且承諾將改善電池系統(tǒng)的保修服務(wù)。日產(chǎn)聆風(fēng)電池的召回,主要是電池在高溫下壽命存在問題?!?/p>
黃學(xué)杰認(rèn)為,純?nèi)囎鳛檎龢O材料,可以做到更高能量比,但壽命和安全存在較大問題。未來(lái)一段時(shí)間內(nèi),磷酸鐵鋰電池、錳酸鋰電池、三元材料鋰電池會(huì)長(zhǎng)期共存。另外,在動(dòng)力電池領(lǐng)域,盡管鋰電池被眾多企業(yè)和專家看好,稱其為未來(lái)的主流方向,但現(xiàn)階段鉛酸電池、鎳氫電池及鋰電池會(huì)長(zhǎng)期共存。
未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi),我國(guó)新能源汽車將與傳統(tǒng)汽車共同發(fā)展。在新能源汽車發(fā)展中,經(jīng)濟(jì)型電動(dòng)車輛和中高檔電動(dòng)汽車將呈現(xiàn)兩頭發(fā)展,或許經(jīng)濟(jì)型電動(dòng)車輛很快能推廣。