當(dāng)前,固態(tài)鋰離子電池和氫燃料鋰電池兩大技術(shù)已成為新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要技術(shù)路線。二者爭(zhēng)鋒,各有利弊,我國(guó)新能源汽車布局該何去何從?

固態(tài)鋰離子電池技術(shù)相對(duì)成熟,有一定商業(yè)化基礎(chǔ);而氫燃料鋰電池在長(zhǎng)途、重載方面有望率先取代燃油車。

具體來(lái)看:

●鋰離子電池產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)雄厚,但固態(tài)電池技術(shù)有待升級(jí)

固態(tài)鋰離子電池技術(shù)是目前車用動(dòng)力鋰電池取得能量密度突破的重要方向。固態(tài)電池具備離子電導(dǎo)率高、機(jī)械強(qiáng)度高以及能量密度高等優(yōu)勢(shì),受益于國(guó)內(nèi)鋰離子電池領(lǐng)域原有的技術(shù)積累和產(chǎn)業(yè)資源,可實(shí)現(xiàn)批量化生產(chǎn)且成本較低。固態(tài)電池在安全性與能量密度方面具備很大潛力,但是還需開展大量的研究工作改善電極/電解質(zhì)界面、固體電解質(zhì)加工以及化學(xué)穩(wěn)定性等問題,彌補(bǔ)其低溫條件下續(xù)駛里程銳減、充電困難、溫控系統(tǒng)能效高等缺陷。

●氫燃料鋰電池性能優(yōu)勢(shì)明顯,但核心技術(shù)缺失、配套建設(shè)不足

氫燃料鋰電池作為另一個(gè)發(fā)展分支同樣深受業(yè)界推崇。氫燃料鋰電池具有重量輕、壽命長(zhǎng)、能量密度高、補(bǔ)給時(shí)間短、續(xù)航里程更長(zhǎng)以及不受環(huán)境影響等特點(diǎn)。但其關(guān)鍵部件質(zhì)子交換膜、催化劑、雙極板等核心技術(shù)長(zhǎng)期被國(guó)外壟斷,嚴(yán)重制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展,而且國(guó)內(nèi)尚未形成制氫、儲(chǔ)氫、加氫充分配套的氫能生態(tài)鏈,氫能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不足,短時(shí)間內(nèi)難以大范圍推廣。

●兩種動(dòng)力技術(shù)路線潛在應(yīng)用優(yōu)勢(shì)各有不同

國(guó)內(nèi)新能源汽車發(fā)展環(huán)境復(fù)雜,需求各異,固態(tài)鋰離子電池和氫燃料鋰電池兩種技術(shù)路線擁有各自的優(yōu)勢(shì)和短板,面向?qū)嶋H應(yīng)用各顯潛力。

就能源分布、氣候、地域以及區(qū)域功能性差異來(lái)看,兩條技術(shù)路線分別有用武之地。首先,國(guó)內(nèi)煤礦資源分布不均,近50%的煤炭資源分布在華北地區(qū),另有約30%的儲(chǔ)量在我國(guó)西北地區(qū),而華東、西南等地區(qū)則少有煤炭資源。華北和西北地區(qū)電廠的多余產(chǎn)量可通過充電樁為固態(tài)鋰離子電池汽車供應(yīng)動(dòng)力來(lái)源,達(dá)到燃油代替和提高電力利用率雙重效果;

據(jù)統(tǒng)計(jì)2018年我國(guó)平均棄風(fēng)率為7%,重要集中在新疆、甘肅、西藏等地區(qū),隨著制氫技術(shù)的發(fā)展,這些未被利用的資源可以轉(zhuǎn)化為氫氣,并以壓縮氣態(tài)儲(chǔ)氫、液化儲(chǔ)氫等方式儲(chǔ)存起來(lái)。因此當(dāng)?shù)刎S富的可再生能源為發(fā)展氫燃料鋰電池汽車供應(yīng)了得天獨(dú)厚的條件。其次,現(xiàn)有固態(tài)電池技術(shù)暫無(wú)法滿足東北等高寒地帶的應(yīng)用需求,而氫燃料鋰電池可作為替代技術(shù)在這些地區(qū)優(yōu)先發(fā)展。再次,就地域條件而言,華東地區(qū)城市分布較為集中、發(fā)展迅速,用車數(shù)量持續(xù)上升且短途交通線密集,適宜發(fā)展固態(tài)鋰離子電池汽車。此外,港口加氫站集中布局難度相對(duì)較低,可針對(duì)停泊在港口的商用車進(jìn)行轉(zhuǎn)型,在港口布局氫能產(chǎn)業(yè);高速公路等沿線服務(wù)區(qū)也便于設(shè)立油氫混合站,打造氫能城際高速,實(shí)現(xiàn)加氫站與加油站、加氣站和充電站多站合一的布局。

根據(jù)汽車種類及用途的不同,兩種技術(shù)也各有所長(zhǎng)。家用乘用車、公交車數(shù)量龐大,行程較短,更適合裝載高能量密度、小體積的固態(tài)鋰離子電池。而且相比氫燃料鋰電池,固態(tài)鋰離子電池技術(shù)相對(duì)成熟,具備一定商業(yè)化基礎(chǔ),可滿足乘用車及公交車的高需求量。商用車、物流車以及重型卡車要充足的乘用空間和長(zhǎng)續(xù)航能力,裝載固態(tài)鋰離子電池會(huì)占用空間并新增負(fù)重,而氫燃料鋰電池本身質(zhì)輕,燃料借助外循環(huán)進(jìn)入車體供應(yīng)動(dòng)力,在長(zhǎng)途、重載方面實(shí)為取代燃油動(dòng)力的首選。

此外,加氫體系適合集中布局,與長(zhǎng)途、重載車集中存放的特點(diǎn)不謀而合,這可以大大提升加氫站利用的效率,降低維護(hù)成本。