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展望2015 | 逐項(xiàng)點(diǎn)評紛繁復(fù)雜的動力電池技術(shù)

時間:2015-02-27 08:18來源:第一電動網(wǎng) 作者:綜合
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  新能源汽車是近年來汽車行業(yè)發(fā)展的主要方向之一。據(jù)統(tǒng)計(jì),2014年全年新能源汽車銷量已突破7萬輛。車載動力電池是電動汽車的主要部件,其成本約占總成本的30%-50%,甚至更高。因此,動力電池無疑是現(xiàn)階段影響新能源汽車發(fā)展的最關(guān)鍵因素之一。

  動力電池

  動力電池是現(xiàn)階段影響新能源汽車發(fā)展的最關(guān)鍵因素之一

  目前市場上主流技術(shù)仍以鉛酸電池技術(shù)、鎳氫電池技術(shù)、鋰電池技術(shù)、燃料電池技術(shù)為主,偶爾會有液流電池、金屬空氣電池的相關(guān)報(bào)道,但是這些技術(shù)多停留在實(shí)驗(yàn)室階段,各自的技術(shù)瓶頸短期內(nèi)很難突破。

  在動力電池市場當(dāng)中,鋰電池技術(shù)是最火熱的。從正極材料上,可以分成磷酸鐵鋰、鈷酸鋰、錳酸鋰、三元材料等等。各自的優(yōu)缺點(diǎn),相關(guān)報(bào)道很多,在此不再贅述。

  從性能提升上看,現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)化的鈷酸鋰、改性錳酸鋰和磷酸鐵鋰在基礎(chǔ)研究方面有技術(shù)突破可能性微乎其微,其能量密度和各種主要技術(shù)指標(biāo)已經(jīng)接近其應(yīng)用極限。而三元材料在性能上仍有空間,有機(jī)構(gòu)也預(yù)測,未來三元材料的市場份額也會逐年提高。隨著市場份額的不斷提升,未來的三元材料性能有望超過鈷酸鋰,但是短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)大的突破,仍有困難。就如同美國能源部肯塔基州國家實(shí)驗(yàn)室電池制造配套研究與發(fā)展中心主任Tony Hancock在2012年所說的:“鋰電池的解決方案至少需要十年,甚至可能二十年。”

  新技術(shù)給鋰電池帶來新的希望。在此不得不提的是石墨烯技術(shù)和鋰硫電池技術(shù)。

  提到石墨烯技術(shù),2014年最受關(guān)注的無疑是西班牙 Graphenano 公司同西班牙科爾瓦多大學(xué)合作研發(fā)新型石墨烯電池。石墨烯電池的出現(xiàn),無疑意味著石墨烯在電池應(yīng)用領(lǐng)域邁出了堅(jiān)實(shí)的一步。但是這種電池真正的性能,還要在拿到樣品之后才能得到驗(yàn)證。尤其是在長循環(huán)后,電池性能的穩(wěn)定性,是否還能維持原來的水平,電池的安全性能如何,更需要較長的時間去驗(yàn)證。除此外,筆者認(rèn)為,石墨烯自身的產(chǎn)業(yè)問題,生產(chǎn)和應(yīng)用上的工藝問題,安全性問題尚待解決。

  鋰硫電池技術(shù)由上世紀(jì)90年代提出,目前在美國、歐盟、日本、韓國等能源技術(shù)較發(fā)達(dá)的國家和地區(qū)對該技術(shù)廣泛看好。長遠(yuǎn)看,該技術(shù)有非常好的商業(yè)化前景。但是實(shí)現(xiàn)起來,仍有很多困難。德國和日本企業(yè)把能量密度達(dá)到500Wh/kg的鋰硫電池的商業(yè)化目標(biāo)定在2020年,該技術(shù)的難度可見一斑。

  2014年還有一些其他的新技術(shù)被披露。比如具有3D網(wǎng)格電極結(jié)構(gòu)的鋰電池,可以實(shí)現(xiàn)100C以上的快速充放電,能量密度也是傳統(tǒng)電池的5倍以上。這些通過理論估算或在實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)試驗(yàn)成功的“超級鋰電池”,無疑是2014、2015年最好的作品。但是動力市場需要的是一致性好、性能穩(wěn)定、安全性高、易于復(fù)制的產(chǎn)品。從作品到產(chǎn)品仍需有一定的路要走。

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