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比能量與安全性的跷跷闆

時間:2024-11-02 11:54:46

動力電池行業迎來高速發展的同時,其高比能量産品背後隐藏的安全隐患問題不可小視。

工業和信息化部賽迪研究院黨委書記、副院長宋顯珠指出,提升動力電池産業市場競争力的關鍵在提升電池性能。随着新能源汽車需求的快速擴大,作為新能源汽車核心零部件的動力電池行業迎來了高速發展期。4月20日,以“新動能轉換·高質量發展”為主題的“2018首屆中國新能源動力電池暨儲能産業大會”在江蘇泰州舉辦。圍繞當前國内動力電池發展現狀、存在問題和未來趨勢等方面話題,與會專家們共商共讨。

動力電池有望邁過50GWh大關

五年來,中國新能源汽車取得了世人矚目的成績。截至2017年底,我國累計推廣新能源汽車總量超過180萬輛,動力電池的單體能量密度比2012年提高了兩倍,每千瓦時的售價下降了70%以上。

随着我國新能源汽車産業發展進入快車道,作為新能源汽車核心零部件的動力電池行業也迎來了黃金發展期。據統計,2017年我國新能源汽車産銷超預期完成目标,分别完成了79.4萬輛和77.7萬輛,同比分别增長53.8%和53.3%。有數據顯示,2017年我國全年動力電池裝機總電量約為36GWh,增長超過20%。

今年4月1日,由工信部等五部門聯合發布的《乘用車企業平均燃料消耗量與新能源汽車積分并行管理辦法》(“雙積分”管理辦法)正式實施。該辦法針對在中國境内銷售乘用車的企業的平均燃料消耗量(CAFC積分)及新能源乘用車生産情況(NEV積分)進行并行積分考核,并對于未達标的車企進行相應的處罰。這無疑給新能源汽車和動力電池産業帶來了新的機遇。有機構預測,我國全年動力電池裝機總電量在2018年将超過50GWh大關。

安全問題缺失

然而,動力電池和儲能産業在快速發展的同時,也面臨着各種各樣的問題,如産能急劇擴張、成本上升、産品安全性差、産業鍊存在短闆、回收利用滞後等問題。在中國工程院院士楊裕生看來,在所有這些問題中,動力電池的性能問題應放在第一位。

工業和信息化部賽迪研究院黨委書記、副院長宋顯珠也表達了類似的觀點,他指出:“動力電池是新能源汽車的核心部件,對發展新能源汽車産業至關重要。提升動力電池産業技術創新力和市場競争力的關鍵在提升電池性能,滿足用戶需求。”

“發展電動汽車的目的是節能減排,汽車強國必須依靠自主知識産權生産能耗最低、排放最少的自由品牌電動汽車,但目前有的電動汽車隻節油,但不減排,安全問題頻發。”楊裕生指出,在新能源汽車的發展中,不能片面追求長裡程而拼命提高比能量,或者是多裝電池,這樣不僅會給環境承載力帶來壓力,同時還會增加危險性。

楊裕生進一步指出,目前,國内的電池企業為了提高锂離子電池的比能量,主要靠提高正極的電位以及使用三元材料提高鎳量,這會導緻安全性下降。“電池升溫到一定溫度,正極活性物質就與電解液發生大量生熱的化學反應,導緻熱失控。”楊裕生對《汽車觀察》記者解釋說道。

那麼,成熟的動力電池究竟包括哪幾個方面特點?其重要性又是如何排序的?

楊裕生表示,動力電池最重要的是要具備高安全性,不易燃、爆。第二重要的是需要具備循環壽命長、價格低廉、高比功率、轉換效率高、高比能量、使用方便易維護等特點。第三是需要具備可耐寒熱、資源豐富、環境友好的特點。

“補貼和即将實行的積分與純電動裡程挂鈎的政策,誤導過分提高了電池比能量,增加了電池的用量。”楊裕生認為,新出台的補貼政策忽略了電池比能量越高,電池就越多,則安全性越低。

楊裕生強調,高補貼推動發展的純電動汽車難以市場化。我國目前推廣的有170萬餘輛電動汽車,在補貼停滞後,續駛裡程越長、過去補貼越高的車将越難賣。

對于這個問題,楊裕生表示,發展安全節能減排的電動汽車原則上就要用成熟的電池。在技術路線上,要以微小型純電動車為突破口,大中型車則以發展純電驅動的增程式汽車為主。對于微小型純電動車,可用鉛酸電池做低速車,也可用锂電池做高速車,電池的使用權最終交給市場來決定。

高比能動力電池有哪些?

燃料電池被看做是未來非常有前景的動力電池之一。楊裕生指出,燃料電池比能量高,但是難以滿足汽車行駛中功率變化的要求,要以蓄電池調節功率需求。楊裕生表示,燃料電池面臨五大問題:第一是氫的能效、低排放制備;第二是氫安全運輸、儲存問題;第三是燃料電池壽命不長,價格高;第四是膜等關鍵材料技術有待提高;第五鉑資源太少,需要發展無鉑催化劑。”

“總之,燃料電池電動汽車的技術路線還在摸索當中,重金補貼,猛推産業化,将造成浪費。”楊裕生說。

锂硫電池也是越來越受到業界關注的動力電池種類。在楊裕生看來,锂硫電池“進門容易”,但是要做好很難。“锂硫電池有五個低:安全性低、體積比能量低、放電倍率低、能量轉換效率低、循環次數低。隻有解決了五低問題,才可以作為車用動力電池。三年五載很難用在車上,十年八載也不算悲觀。”

此外,锂空電池被認為是锂硫電池之後的“下下一代”動力電池。據了解,锂空電池比能量高達700Wh/kg,續駛裡程可與燃油車媲美。楊裕生說,“但是锂空電池很可能是遠水解不了近渴。它在多少年還不是安全性較高的電池類型,能量轉換效率過低,壽命短,比功能低。”

那麼,未來電動汽車動力電池究竟該如何發展?楊裕生給出了三個建議:第一,動力電池要微小型化。第二,發展增程式電動車無需追求電池的高比能量,鼓勵用磷酸鐵锂電池。第三,燃料電池的優越性需要實踐檢驗後再認證,然後再推廣使用。楊裕生表示,發展安全節能減排的電動汽車原則上就要用成熟的電池。
   

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