鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:910次 | 2018年08月19日
鋰電能否冠冕
目前,新能源汽車(chē)技術(shù)主要包括三大領(lǐng)域:一是潔凈燃油技術(shù),包括LPG、CNG、煤變二甲醚、潔凈柴油技術(shù)等;二是生物替代能源技術(shù),包括從一些農(nóng)作物中提煉甲醇、乙醇等,甚至用植物油為燃料;第三類(lèi)是電動(dòng)汽車(chē)技術(shù),又包括純電動(dòng)(EV)、混合動(dòng)力(HEV)及燃料電池技術(shù)(FCEV)等。爭(zhēng)奪的核心是未來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車(chē)的新能源技術(shù),誰(shuí)掌握了汽車(chē)新能源技術(shù),誰(shuí)就有可能問(wèn)鼎世界汽車(chē)冠軍,而其中最關(guān)鍵的籌碼就是車(chē)載電池。
中國(guó)汽車(chē)技術(shù)研究中心的王成全程參與了863計(jì)劃能源技術(shù)領(lǐng)域電動(dòng)汽車(chē)重大科技專(zhuān)項(xiàng)工作,他介紹,新能源汽車(chē)最終的發(fā)展方向是純電動(dòng)汽車(chē)和燃料電池電動(dòng)汽車(chē),而目前最具市場(chǎng)前景的是混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)和可外接充電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)(PHEV),尤其是PHEV前景廣闊,其最大的技術(shù)瓶頸恰恰是車(chē)載電池。
對(duì)于車(chē)載電池的研發(fā),各國(guó)都是競(jìng)相角力,以求先期突破。
早在1991年,美國(guó)通用、福特和克萊斯勒就成立了“先進(jìn)電池聯(lián)合體”(USABC),共同研發(fā)新一代電動(dòng)汽車(chē)所需要的高能電池,并得到美國(guó)能源部的巨額資助。
在歐洲,“城市電動(dòng)車(chē)”協(xié)會(huì)至今已有60多個(gè)城市參與,以鎳鎘電池為動(dòng)力的電動(dòng)汽車(chē)在歐洲各國(guó)行銷(xiāo)已久。法國(guó)政府甚至與法國(guó)電力公司、標(biāo)致-雪鐵龍和雷諾汽車(chē)共同合資組建了電動(dòng)汽車(chē)的電池公司——薩夫特公司,承擔(dān)高能電池的研發(fā)、租賃與維修工作。
日本從上世紀(jì)70年代開(kāi)始開(kāi)發(fā)純電動(dòng)車(chē),大發(fā)、鈴木、豐田、本田、日產(chǎn)等汽車(chē)企業(yè)廣泛參與,而車(chē)載電池研發(fā)更由三菱重工、富士重工等特種企業(yè)充當(dāng)主角。
中國(guó)則在“十五”期間啟動(dòng)實(shí)施了電動(dòng)汽車(chē)重大專(zhuān)項(xiàng),并確立了“三縱三橫”(燃料電池汽車(chē)、混合動(dòng)力汽車(chē)、純電動(dòng)汽車(chē)三種整車(chē)技術(shù)為“三縱”,多能源動(dòng)力總成系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、動(dòng)力電池三種關(guān)鍵技術(shù)為“三橫”)的研發(fā)布局,200多家企業(yè)、2000多名科研人員參與其中,累計(jì)獲得796項(xiàng)國(guó)內(nèi)外專(zhuān)利。一汽、東風(fēng)、長(zhǎng)安、奇瑞等企業(yè)都試制出了樣車(chē),有的投入了試運(yùn)營(yíng),北京清能華通、北京科凌、天津清源、萬(wàn)向集團(tuán)等非汽車(chē)企業(yè)也積極參與。在電池研發(fā)方面,研制出了轎車(chē)用凈輸出30至60千瓦、客車(chē)用凈輸出60至150千瓦的燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī);大功率鎳氫、鋰離子動(dòng)力電池功率密度等性能指標(biāo)接近國(guó)際先進(jìn)水平……
目前,車(chē)載蓄電池有很多種,包括鉛酸、鎳鎘、鎳氫、鎳鋅、鈉-硫、鈉-氯化鎳、鋰聚合物、鋅-空氣、鋰離子、磷酸鐵鋰電池等,其中最主要的以鉛酸電池、鎳氫電池、鋰離子電池為主。
鉛酸電池目前最為成熟,雖然其比能量、比功率和能量密度都比較低,但較高的性?xún)r(jià)比及高倍率放電,成為目前惟一能大批量生成的電動(dòng)汽車(chē)用電池。但是,只要想像一下用叉車(chē)、吊車(chē)將成噸的電池組裝上電動(dòng)公交車(chē)的艱難情景(因充電慢,分多組輪流使用),就可預(yù)見(jiàn)其黯淡的未來(lái)。
鎳氫電池和鎳鎘電池雖然性能好于鉛酸電池,但是其性?xún)r(jià)比不高,含重金屬,用完遺棄后對(duì)環(huán)境會(huì)造成嚴(yán)重污染,所以基本被淘汰出局。
鋰離子電池具有重量輕、儲(chǔ)能大、功率大、無(wú)污染、壽命長(zhǎng)、自放電系數(shù)小、溫度適應(yīng)范圍廣等優(yōu)點(diǎn),已逐漸取代酸鉛和鎳氫電池,成為目前世界上絕大多數(shù)汽車(chē)企業(yè)的首選和主攻方向,全球已有20余家企業(yè)進(jìn)行車(chē)載鋰離子電池研發(fā),如富士重工、三洋電機(jī)、NEC、東芝、美國(guó)江森自控公司等。我國(guó)在鋰離子電池方面的研究水平,有多項(xiàng)指標(biāo)超過(guò)了USABC提出的2010年長(zhǎng)期指標(biāo)所規(guī)定的目標(biāo)。
目前,大容量鋰離子電池的瓶頸是充電、放電慢,但有報(bào)道稱(chēng)這種瓶頸將很快被突破,有研究人員根據(jù)美國(guó)麻省理工學(xué)院一位叫KisukKang的學(xué)生創(chuàng)造的計(jì)算機(jī)模型,合成了一種類(lèi)似鋰鎳錳的原料,能讓鋰離子流動(dòng)速度變得非常快。在混合動(dòng)力車(chē)上運(yùn)用這種技術(shù),能達(dá)到一加侖燃料行駛100英里的效果。
無(wú)論是純電動(dòng)汽車(chē)還是燃料電池汽車(chē),目前都還面臨諸多挑戰(zhàn),但這是未來(lái)最重要的兩個(gè)發(fā)展方向,誰(shuí)真正突破了就將在未來(lái)占盡先機(jī)?