鋰電池成主流 三元材料將是未來發展趨勢

    鋰電世界   “2014年的磷酸鐵鋰訂貨量只有1萬噸左右，而2015年全國磷酸鐵鋰原材料的訂貨量預計將增長14倍。”北京理工大學機械與車輛學院副教授孫立清開門見山地說。
 
　油質不純，汽車跑起來大喘氣；電池有瑕疵，電動汽車自然不給力。
 
　這是中國新能源汽車的隱憂所在。盡管資本市場的炒作一片火熱，盡管政策層面的扶持一片叫好，但是技術層面的問題卻回到了原點。
 
　電池作為電動汽車核心部件，擔負著電動汽車續航里程的重任。那么，哪種電池是市場的寵兒，誰又是未來的主導者，是人們普遍關心的話題。

　鋰電池將成主流
 
　國內電動汽車電池種類主要有：鉛酸蓄電池、磷酸鐵鋰電池、鈷酸鋰電池和三元聚合物鋰電池等。

　孫立清向筆者介紹，動力電池分別經歷了鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰電池、燃料電池的時代。鉛酸電池目前占據二次電池80%以上的市場份額，主要應用于電動車市場和儲能市場，鎳鎘電池主要應用于電動工具，但是鉛酸電池和鎳鎘電池均含有重金屬元素容易造成污染，因此推廣程度有限。
 
　鎳氫電池目前主要應用于混合電動車，但性能不能滿足目前純電動汽車和插電式混合動力汽車的需求，此類電動車需200公里以上的行駛里程，是鎳氫電池提供的純電動里程的10倍。雖然燃料電池的性能很好，但是技術難度大。
 
　鋰電池以其優越的性能和成熟的技術成為未來十年電動車用電池首選。其優勢為具有更高的能量質量比、能量體積比，目前能達到 100-125Wh/kg和240-300Wh/L，是鎳鎘電池的2倍，是鎳氫電池的1.5倍；不僅如此，自放電小表明可長時間存放，充滿電的鋰電池儲存1個月后的自放電率為10%左右，大大低于鎳鎘電池的25%-30%，鎳氫電池的30%-35%，這是鋰電池最突出的優越性；此外，無記憶效應、壽命長、可以快速充電、無污染等特點為消費者提供了更多便捷。
 
　三元材料或成明日之星
 
　正極材料是鋰電池最為關鍵的原材料。四大材料生產中，正極材料是鋰電池的核心，占鋰電池成本的30%以上，比重最大。正極材料的好壞直接決定了鋰電池各種性能指標，如能量密度性能、比功率、溫度適用范圍及安全性能等等。
 
　三元材料是未來發展的趨勢。目前市場上所有的三元材料主要是以NMC、NCA為主，同時包含了鎳、鈷、錳三種元素的協同效應，具有容量高、電壓高等優點，逐漸成為電動汽車應用主流。未來3-5年，高端的三元體系作為動力鋰電池，將會呈現供不應求的局面。
 
　目前國內動力鋰電池仍以磷酸鐵鋰為主，國內的鋰電池和電動汽車企業可通過對磷酸鐵鋰材料的掌握，在2-3年內形成成熟的電池技術，然后慢慢過渡到三元材料為正極的鋰電池產業化發展的道路上。“中國目前正極材料以磷酸鐵鋰為主，將逐步向三元及其與錳酸鋰的混合材料體系轉變；負極材料以石墨類為主，兼有鈦酸鋰。”中國汽車技術研究中心汽車試驗研究所新能源實驗室高級工程師王芳博士對筆者說道。
 
　電動車突圍重點在電池
 
　事實上，受限于量產后的成本壓力，69.86萬元起價的寶馬530Le以及售價接近百萬元的特斯拉等豪華電動車，并不是普通大眾可以企及的，電池成本居高不下成為關鍵因素。
 
　據了解，特斯拉采用的是18650鈷酸鋰電池，這種電池功率高、能量密度大，且一致性較高，但成本也相對較高，因此并不被其他廠家廣泛采用。
 
　不過，比亞迪采用的就是自己的電池技術磷酸鐵鋰電池，它擁有較好的電池性能和穩定性，但在低溫環境下，磷酸鐵鋰電池的性能損耗大，導電性或會受到影響。
 
　汽車安全與節能國家重點實驗室副主任宋健曾公開表示，車企需要突破電池技術瓶頸。雖然目前本土車企未能從新能源汽車上賺到錢，但如果持續不斷地研發，突破電池技術，就等于突圍而出。
 
　王芳告訴筆者，安全性是否達到消費者的期望、壽命是否能真正滿足5-10年的使用年限、持續續駛里程能否提高、消費者是否可以接受電池更換與維修的成本、是否影響消費者不同季節的使用問題，這些都是消費者持續關注的問題。她認為，對于動力電池的評測，應該從整車集合和實際應用出發，通過對電池深入細致有效地測試評價，將性能良好的電池通過集成技術地疊加，進一步提升其安全性和綜合性能，推動動力電池產業的快速發展，促進電動汽車產業化進程。