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電池的技術(shù)路線
來(lái)源:全球電池網(wǎng) 日期:2010-10-25 點(diǎn)擊:
 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)路線中,磷酸鐵鋰電池為電動(dòng)車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,除了攢-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)。

 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?yán)m(xù)駛里程200公里)電池計(jì),2010年底可滿足約15萬(wàn)輛電動(dòng)汽車裝車需求。2009年“十城千輛”示范車輛以混合動(dòng)力公交車為主,2010年在向純電驅(qū)動(dòng)公交車轉(zhuǎn)變,這樣對(duì)車用動(dòng)力電池的需求將提升。

3~5年內(nèi)鎳氫電池仍有市場(chǎng)

目前,用于電動(dòng)汽車的電池主要有四種:鉛酸電池、鎳氫電池、鋰離子電池和燃料電池。現(xiàn)階段燃料電池的實(shí)用性較低,暫不做考慮;旌蟿(dòng)力汽車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,全球已拒-批量生產(chǎn)的混合動(dòng)力汽車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,但作為汽車動(dòng)力電池則存在較大的問(wèn)題。目前,越來(lái)越多的汽車廠家選擇鋰電池作為新能源汽車的動(dòng)力電池。對(duì)于動(dòng)力電池的路線之爭(zhēng),業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為能量密度、衍-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;衍-環(huán)壽命長(zhǎng)。

 我國(guó)車用動(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。其次是攢-材料的篩選問(wèn)題,國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的攢-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拒-取得了突破,但是國(guó)外在這方面擁有專利。

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,但是衍-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,衍-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利。

 究竟選用哪種鋰電池?還是要根據(jù)車輛的要求來(lái)決定。比如有的車型需要衍-環(huán)壽命長(zhǎng)的電池,就可以選擇磷酸鐵鋰,而有的車型需要重量輕、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[綜述 圖片 論壇]在4年內(nèi)淘謄-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。

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