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动力电池将成行业突破点

锂电中国浏览量:1304时间:2013-10-23 09:55:57

用“冰火两重天”来形容当今的动力锂电池行业,可能最恰当不过。

一边是受雾霾影响,国家对电动汽车的支持力度不断加码,动力锂电池面临难得的发展机遇。另一边却由于电池续航能力、安全性等障碍迟迟未能突破,难以满足电动汽车的要求,导致国内动力锂电池企业持续亏损,难以为继。

不过,当美国特斯拉采用镍钴铝电池推出续航能力达300~400公里的高端电动汽车后,又让举步维艰的锂电池国内同行重新燃起了希望。

“电动汽车的瓶颈在于电池,只有电池动力问题解决了,其他问题都能迎刃而解。”近日,中国电池工业协会副理事长王敬忠在接受《中国科学报》记者采访时表示,我国干电池等一次电池产业已经发展成熟且饱和,未来国内电池行业的发展重点将为可充电动力电池。

产品更新换代

王敬忠告诉记者,电池行业主要分为四大块:第一是一次电池,包括糊式电池、纸板电池、碱性电池等品种;第二是可充电电池,如锂离子电池、镍氢电池、镍镉电池;第三是铅酸电池,包括汽车启动电池、电动自行车电池、工业用电池、储能电池;第四是太阳能电池和燃料电池。

“目前,国内整个电池产业的总产值大概有5000亿。”王敬忠说,这其中,一次电池的市场已经趋于饱和,完全能够满足人们的生活需求。而其他电池由于自身存在一些缺陷,不能满足日益发展的需要,也正处于不断更新换代的阶段。

对于镍镉电池来说,由于其含有的重金属镉对人体和环境有危害,目前已是逐步被取代的产品。相比而言,镍氢电池不含有重金属且容量要比它高出一倍,已经成为镍镉电池的最佳替代品。

锂离子电池由于更环保且容量比镍氢电池高出数倍,困此更适合作为动力电池,将成为电池行业今后的发展方向。

王敬忠表示,锂离子电池按照正极材料的不同,又可分为钴酸锂电池、锰酸锂电池、镍钴锰三元材料电池及磷酸铁锂电池等。

不过,虽然这些电池都可以用做动力电池,但若用于国家重点发展的汽车动力电池,却都存在各自的缺陷,难以满足电动汽车的需求。例如,磷酸铁锂电池具有循环寿命长、安全性高两大优点,但却存在容量小这一致命缺陷。

现在,各国都在不断对电池材料进行改进,我国也通过纳米技术来提高磷酸铁锂电池的性能,但却仍然不能满足电动汽车的需求。在王敬忠看来,只有达到安全性和续航能力两大基本要求,动力电池才算是成熟,但我国至少还需要三到五年的时间。

找到突破点

目前,制约我国电动汽车发展的主要瓶颈就是动力锂电池。王敬忠坦言,对于动力锂电池我国也研究了好多年,整体性能上虽然有一些进展但仍没有太大的突破,特别是续航能力。

但缘何美国特斯拉推出的电动汽车竟然能将续航能力提高到300~400公里呢?

“特斯拉所使用的锂镍电池主要是镍钴铝三元材料,而我们目前使用的还是镍钴锰,这是一个很大的突破。”王敬忠说,“除此之外,他们最为先进的地方还有电池的管理系统。”

据了解,美国特斯拉是将7000~8000个圆柱形电池串联起来,组成一个电池组。以往,如果电池组有一个电池受损,整个电池组都不可能使用,而特斯拉则对电池组的每一个电池都进行单独管理,一个电池损坏不影响整个电池组对汽车的能量供应。

“这种先进的电池管理系统也给我们打开了新的思路和方向。”王敬忠说。

另外,能够达到超级电容功效的铅炭电池也是动力电池的另一发展方向。

过去五年,高效、环保、长寿命的新型储能装置——超级电容备受业内追捧。它最大的特点就是大电流放电,汽车在爬坡或启动时,它的瞬间放电能够给予汽车足够的马力,而锂电池却难以达到这种效果。

不过,超级电容最大的缺陷却是体积过于庞大,为了解决这一难题,铅炭电池将铅酸电池和超级电容器的技术完美融合:既发挥了超级电容瞬间大容量充电的优点,也拥有了铅酸电池的能量优势,同时还改善了体积庞大的缺陷。

用市场规律解决行业问题

在王敬忠看来,电动汽车必将成为一种趋势,如果电动汽车能够普及,那占据其三分之一成本的动力电池,也将随之成为一个很大的产业。但就目前来看,发展动力电池仍是一项庞大的系统工程,因为整个行业依然十分混乱。

铅酸电池回收的不规范,就已经成为铅污染的重要源头。据统计,我国超过95%的电动车都使用铅酸电池,而此类电池因其含铅量过多(74%的铅极板),废弃后会对土壤、地下水和空气产生污染,进而影响人类的健康。

“铅酸电池在生产及使用环节,大部分都是密闭式,对环境不会造成危害。铅污染的罪魁祸首就是废旧电池回收处理环节。”王敬忠称,铅酸电池是最早的汽车启动电池,此前,国内有多达3000家生产企业,通过近几年的行业整顿,对达不到环保标准的企业予以淘汰,目前只剩余300多家。但是,铅酸电池回收处理企业大部分却仍然为“小作坊”式,状况不容乐观。

“由于废旧铅酸电池回收利用价值很高,废旧电池几乎没有一只被丢弃。”王敬忠说,“然而目前的回收现状是,废旧电池都被小商贩收走卖给了小作坊,正规企业竞争不过小商贩。小商贩没有成本或成本很小。正规厂家却至少需要几百万、几千万甚至上亿元购买一套完整的处理设备,而且成本很高。”

对此,王敬忠建议,国家应立法规范废旧铅酸电池的回收和处理,实行“以旧换新”,用企业的电池销售渠道来建立废旧电池的回收网络,报废后可到正规经销商处换新电池,废电池价值可抵新电池部分价格,不拿废旧电池换的,新电池加价卖,以解决回收难题。

他还建议,国家对于动力电池行业也应该实行统一管理,并制定严格的行业标准。企业也应该加强创新能力,借鉴国外一些先进、成熟的技术来实现自我飞跃。

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