鋰電池 何以擔當

熱議

波音787的全球停飛，讓人很容易聯想到，2011年雪佛蘭沃藍達插電式混合動力汽車碰撞測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。新能源汽車出現起火或爆炸絕非個案，在世界各地此類案例屢見不鮮。

對于近年來中、美國家鋰電池組頻發的著火事件，應如何正確看待鋰電池的安全問題，中國工程院院士楊裕生認為：“既不必驚慌，又要重視。”

他認為，大容量、高電壓鋰電池組的安全是個新問題，其影響因素多，環節復雜，深刻認識和圓滿解決，要有個過程。

楊裕生說：“在新能源汽車發展過程中，首先要樹立鋰電池是易燃物的觀念，因為鋰電池材料中，含有能量部件和有機溶劑，這些都是易燃物。隨著今后比能量的提高，其危險性會更大。”

不能因為，鋰電池存在安全隱患就限制其發展。目前，鋰電池和電池組的防火功能設計正在研究中，技術也在不斷進步，其安全性能會不斷提高。政府應該組織專門的管理部門，加強鋰電池行業的安全管理。

2012年12月11日，工信部安全生產司在其網站上發布了《關于組織開展我國鋰電池行業基本情況調查工作的通知》，以加強對鋰電池行業的管理和準入，從而提高行業的安全性。

安全問題可能導致有些人懷疑鋰電池“性能”，從上世紀80年代末開始研究二次電池的中科院物理所研究員黃學杰告訴記者：“目前，動力電池技術沒有比鋰電池更行。”

黃學杰提到，目前，美國雪佛蘭沃藍達以及日本聆風熱銷幾萬輛，可以看出新能源汽車相關技術的成熟，電池質量有好的，未能實現預期更大規模的銷售，發展的阻礙不完全是電池的問題。

黃學杰介紹，我國政府大力推廣的混合動力公交車、插電增程式電動汽車，以及純電動汽車，都離不開鋰電池。政府產業政策支持的車型都是優選的鋰電池，這是其他電池種類無法比的。

目前，混合動力公交車的動力電池從鎳氫轉向鋰——國外汽車巨頭相繼推出鋰電池版PHEV產品參與市場競爭，通用汽車雪佛蘭沃藍達（Volt）、豐田汽車鋰電池版插電式普銳斯（Prius），本田也開始轉變在混合電動汽車上。為什么出現這樣的轉變？黃學杰說：“一句話，性價比。在高端電池領域，鋰電池最具優勢。”

楊裕生認為，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、高能量轉換效率、循環壽命長的眾多優勢。另外，新技術、新材料的研發和推廣使鋰電池的技術和性能不斷優化。比如，新材料及納米化，提高了比能量和比功率；國產隔膜的量產，大幅降低鋰電池的價格；電池生產的半自動化，促進鋰電池可靠性、一致性的提高；電源管理和控制系統的改進，鋰電池的安全性和循環壽命正在提高。

瓶頸

我國較早站出來支持電動車發展的中科院院士何祚庥在接受本刊記者采訪時說：“我贊成搞電動車，原因不多說，大家都知道。現在發生的問題是，蓄電池技術不過關。”

中國汽研中心主任趙航認為，目前新能源汽車的重大突破在于電池。大眾中國執行副總裁張綏新也表示，電池問題，還有一定難度。

電池工業協會會長王敬忠在接受采訪到說：“目前電池確實是新能源汽車發展的瓶頸，動力電池的很多問題沒有徹底解決。”新能源汽車的電池成本、技術等問題，已成為全球共同面臨的挑戰。

現有的動力電池材料中，鋰電池性價比最高。鋰電池壽命長，但成本高，存在安全問題，確實是嚴重制約新能源汽車規模化發展的重要因素。

燒錢

新能源汽車是汽車行業未來的發展方向，全球已達共識。我國新能源汽車產業始于21世紀初，于2009年開始正式駛入快速發展軌道。

誰都知道新能源汽車會為電池行業帶來巨大的市場。正如中國電池工業協會副理事長王敬忠所說新能源汽車規模化發展，將帶來電池行業的井噴式發展。

王敬忠認為，電池行業發展必須順應歷史潮流。國家政策持續支持的新能源汽車產業，對電池行業來說，將是一次革命性的推進，更是一次重大的發展機遇。如果新能源汽車的電池技術得以解決，未來電池產業將成為國民經濟的重要支柱產業。

鑒于此，新能源汽車帶熱動力電池企業的投資，資本開始十分熱衷于動力電池及相關正負極材料。在此期間，很多企業一腦門子“扎進”了鋰電池行業。現在看來，大多企業碰得“頭破血流”瀕臨破產。

王敬忠說：“現在生產動力電池的企業效益都不理想，能夠實現盈利的企業不多。為此，我們進行了專門調查，生產動力電池的企業，幾乎沒有利潤。早幾年投入動力電池的企業，目前大部分都‘關門’了，只有一些資金雄厚的大企業，用其他渠道的利潤支撐這一領域。”

王敬忠一直主張，擁有雄厚資金實力的大企業從事動力電池研發和生產工作，在目前技術不夠成熟、市場不夠明朗的情況下，能夠持續不斷地“砸錢”進去。

本刊記者從天津力神集團主管動力電池市場的貢經理得知，目前力神在這一領域也賠錢。他認為，做動力電池的企業壓力很大，主要是新能源汽車規模化市場沒有形成，大家都在投入。

前不久，萬向集團花費2.56億美元收購美國龍頭電池企業——A123 Systems，轟動整個行業。對萬向集團而言，此次國外收購已不是第一次。

從收購美國UAI、洛克福特等近30家國外知名汽車零部件公司的經驗看，萬向不是一個熱衷于資本炒作和風險投資的企業。

按萬向集團董事長魯冠球的說法：“萬向搞電動力汽車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。”

魯冠球對行業的分析是比較理性的，不像“十二五”初期，有些人樂觀地認為，3～5年新能源汽車就能大規模發展。現在5年快到了，發展現狀并不理想。

工信部副部長蘇波3月7日在全國政協經濟組聯組會議間隙透露：“2012年沒有完成（新能源汽車推廣）年度目標。”蘇波坦言，要完成《節能與新能源汽車產業發展規劃（2012-2020年）》的規定，即到2015年累計銷售50萬輛新能源汽車的目標，需要強有力的措施推動才有可能實現。

對于新能源汽車真正規模化推廣，王敬忠說：“具體時間不好確定，按目前發展速度至少還需10年左右”。

這一看法美國能源部肯塔基州阿貢國家實驗室電池制造配套研究與發展中心主任托尼漢考克認同。他認為，許多新技術從概念到實際生產都需要漫長的過程。現在新能源汽車使用的電池技術是10年前開發的。全新技術的獨立發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，一旦發現一個新的正極材料做的電池能夠滿足新能源汽車的性能要求，即一次充電續航里程達300公里，且成本完全可以和傳統汽車競爭，那么新能源汽車普及就會容易的多。

擔當

對于鋰電池來說，縱然目前不是新能源汽車動力電池的最佳“配對人選”，但被認為是“合適人選”。政府的優選、政策的傾斜、行業的力推、專家的肯定、企業的燒錢，無不促使鋰電池去擔當。

“既然非用不可，那么鋰電池業界該怎么辦，才能滿足混動、純動汽車的要求。”黃學杰如是說。

勇于擔當是一種態度。在此階段，鋰電池業界理應有所擔當，勇于看到自身的問題，挖掘自身的潛力，實現產業提升。

楊裕生認為，各企業的生產水平參差不齊，與國外差距拉大；科技成果沒有普遍用于電池產業界；安全性有待提高；比能量不能支持遠距離行駛；一致性不夠，成組技術尚未成熟；壽命不夠長，汽車運行成本高等，都是當前我國鋰電池的問題所在。

提高比能量最重要，首要是提高電極材料比容量。據悉，正極材料、負極材料、電解液和隔膜是鋰電池最重要的四大原料，是鋰電池技術創新和性能提高的重點。隨后，楊裕生介紹了鋰電池的新進展。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；鈦酸鋰具有超長壽命。

楊裕生說：“鋰離子動力電池性能提高是一個長過程，而且鋰電池比能量提高有限度，不能指望達到汽油的水平，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。新能源汽車動力電池以磷酸鐵鋰和錳酸鋰為主流。

鋰電池生產企業在全球范圍內分為兩大陣營，一是以韓國LG、日本日產和東芝為代表的鋰電池企業，側重于開發錳酸鋰及三元材料為正極的動力電池；另一陣營是以A123公司、日本SONY、中國比克、比亞迪、力神為代表的主要開發以磷酸鐵鋰為正極材料的動力電池陣營。

目前，磷酸鐵鋰由于具有另外幾種材料不具備的循環壽命、安全和材料成本方面的潛在優勢，被業界看做理想的正極材料。

黃學杰說：“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，比較適合中國發展。從國際上看，美國的沃藍達用的是韓國電池錳酸鋰加三元作為正極材料，日本一些電池企業也走此技術路線，其能量密度會高些，但壽命會大打折扣。近期，日本汽車生產商日產汽車公司將為美國大批輛聆風電動汽車更換問題電池，并且承諾將改善電池系統的保修服務。日產聆風電池的召回，主要是電池在高溫下壽命存在問題。”

黃學杰認為，純三元鋰作為正極材料，可以做到更高能量比，但壽命和安全存在較大問題。未來一段時間內，磷酸鐵鋰電池、錳酸鋰電池、三元材料鋰電池會長期共存。另外，在動力電池領域，盡管鋰電池被眾多企業和專家看好，稱其為未來的主流方向，但現階段鉛酸電池、鎳氫電池及鋰電池會長期共存。

未來很長一段時間內，我國新能源汽車將與傳統汽車共同發展。在新能源汽車發展中，經濟型電動車輛和中高檔電動汽車將呈現兩頭發展，或許經濟型電動車輛很快能推廣。