新能源汽車“平民化”應(yīng)從電池入手

    鋰電世界  《“十二五”國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》指出，當(dāng)前重點(diǎn)推進(jìn)純電動(dòng)汽車和插電式混合動(dòng)力車產(chǎn)業(yè)化，大幅提高動(dòng)力電池安全性與可靠性，降低成本，動(dòng)力電池能否擔(dān)負(fù)起這項(xiàng)重任關(guān)鍵則要看電池相關(guān)材料的發(fā)展情況。據(jù)了解，新能源動(dòng)力電池主要有鉛酸電池、鎳氫電池和鋰離子電池。其中，鉛酸電池存在環(huán)保問題；鎳氫電池主要用于混合動(dòng)力車，成本較高；鋰離子電池未來將扮演新能源汽車電池的主角。

    電池材料：為動(dòng)力裝置降本延壽

    目前鋰電池能量密度低。首先，E6電動(dòng)汽車的鐵鋰電池組的重量為400公斤，插電式普銳斯的電池為220公斤。能量密度低，車重了，空間也小了，需要發(fā)現(xiàn)電池新材料。其次，電池續(xù)航能力差，聲稱續(xù)航達(dá)到100公里以上的都是指理想狀態(tài)，實(shí)際路面續(xù)航都是60公里左右，如果在北京這樣的擁堵大城市，60公里不夠。第三個(gè)是安全性較差，這個(gè)問題尚存爭(zhēng)議，因?yàn)樽鲭姵氐牟牧隙疾环€(wěn)定，的確容易爆炸。

    鋰電池負(fù)極材料把握動(dòng)力電池安全性命脈，在鋰離子電池負(fù)極材料中，除石墨化中間相碳微球(MCMB)、無定形碳、硅或錫類占據(jù)小部分市場(chǎng)份額外，天然石墨和人造石墨占據(jù)著90%以上的負(fù)極材料市場(chǎng)份額。在2011年的負(fù)極材料市場(chǎng)統(tǒng)計(jì)中顯示：負(fù)極材料的全球總產(chǎn)量應(yīng)用達(dá)到32000噸，相比去年同期增長(zhǎng)28%，其中天然石墨和人造石墨負(fù)極材料兩者占據(jù)了89%的市場(chǎng)份額，而隨著這幾年由于電子產(chǎn)品的增速，特別是手機(jī)平板電腦領(lǐng)域里鋰離子電池應(yīng)用的增加,導(dǎo)致相應(yīng)的電池正負(fù)極材料這幾年產(chǎn)能迅猛上升，石墨負(fù)極材料從2009年到2011年連續(xù)三年的增速都達(dá)到25%以上。

    2013年全球隔膜需求量可達(dá)5.63億平方米，為2011年市場(chǎng)容量的1.41倍，產(chǎn)值約17億美元。國(guó)內(nèi)隔離膜市場(chǎng)需求2011年約1.28億平方米。我國(guó)鋰電產(chǎn)品已經(jīng)占到全球約30%的市場(chǎng)份額。國(guó)內(nèi)隔離膜市場(chǎng)需求與鋰電市場(chǎng)同步增長(zhǎng)。

    目前國(guó)內(nèi)隔離膜用量80%依靠進(jìn)口，對(duì)國(guó)產(chǎn)隔離膜的需求還有很大的空間。國(guó)產(chǎn)隔離膜在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的占比將快速上升，2013年國(guó)產(chǎn)隔離膜在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的份額預(yù)計(jì)將超過30%，2015年將超過40%。

    綜合來看，鋰離子電池正極材料的發(fā)展方向是磷酸鐵鋰。雖然國(guó)內(nèi)磷酸鐵鋰正極材料的研發(fā)如火如荼，但缺乏原始創(chuàng)新技術(shù)。鋰離子電池負(fù)極材料未來有兩個(gè)發(fā)展方向——鈦酸鋰材料和硅基材料。國(guó)內(nèi)近年來開發(fā)的硅基材料基本能達(dá)到高比容量、高功率特性和長(zhǎng)循環(huán)壽命的要求，但產(chǎn)業(yè)化還須突破工藝、成本和環(huán)境方面的制約。我國(guó)在鋰離子電池隔膜國(guó)產(chǎn)化方面已取得一定成績(jī)，但要實(shí)現(xiàn)高端產(chǎn)品的大規(guī)模生產(chǎn)仍有較長(zhǎng)的路要走。六氟磷酸鋰在鋰離子電池電解質(zhì)中占有絕對(duì)的市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)，但我國(guó)基本上受制于日本技術(shù)，自主研發(fā)實(shí)力薄弱。

    復(fù)合材料：讓汽車輕裝安全上路

    汽車輕量化技術(shù)對(duì)于化工行業(yè)來說早已不陌生，在當(dāng)今節(jié)能至上的年代，將樹脂、橡膠、碳維纖復(fù)合材料等應(yīng)用于車身或零部件中為汽車瘦身已成為業(yè)內(nèi)共識(shí)，而對(duì)于新能源汽車來說，這點(diǎn)更為重要，因?yàn)閯?dòng)力電池將會(huì)增加車身質(zhì)量。

    已上路行駛的電動(dòng)汽車面臨的一大難題就是電池續(xù)行里程短。國(guó)內(nèi)新能源汽車龍頭企業(yè)比亞迪推出的E6電動(dòng)汽車以續(xù)航里程長(zhǎng)達(dá)300千米作為賣點(diǎn)，但這只是在綜合工況測(cè)試條件下得到的最佳值，與傳統(tǒng)的燃油汽車相比仍有較大差距。因此，在提高電池性能的同時(shí)，減輕車身質(zhì)量，降低每千米能量消耗很關(guān)鍵。
《規(guī)劃》提出，要突破產(chǎn)業(yè)化過程中的車身材料及結(jié)構(gòu)輕量化等共性技術(shù)和工藝技術(shù)，這必將推動(dòng)車用復(fù)合材料的發(fā)展。隨著化工新材料的不斷涌現(xiàn)以及生產(chǎn)工藝的升級(jí)，越來越多的汽車零部件可以使用輕質(zhì)材料制備。除了積極布局中國(guó)市場(chǎng)的跨國(guó)公司外，國(guó)內(nèi)企業(yè)紛紛將目光投向這一領(lǐng)域。讓替代材料在減輕車身質(zhì)量的同時(shí)，保障新能源汽車行駛的安全性，化工相關(guān)材料將迎來新的機(jī)遇。

    目前國(guó)產(chǎn)動(dòng)力電池的平均循環(huán)壽命在500次左右，意味著一兩年就要更換電池，從而大幅提高了使用成本。因此，在推廣新能源汽車的道路上，國(guó)產(chǎn)電池材料的研發(fā)和生產(chǎn)還需加把勁。