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動力電池產業解析和未來展望

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2023年09月01日  

電動汽車的“心臟”就是動力電池


當前,全世界電動汽車,也包括中國在內,還處在一個過渡時期,這主要是動力電池還不能很好的滿足電動汽車大量的走向市場的要求,這成為構成國際電動汽車競爭的一個焦點問題。


目前,我們動力電池的發展狀況很像汽車產業一樣,叫大而不強,我們鋰電池產量位于韓、日之后,居世界第三,但我們動力電池企業多是從通訊,家電電池起家,產量大,但與國際上跨國動力電池企業比較,差距拉得越來越大。2020年我們將是鋰電池產量第一大國,那時合資的動力電池市場份額將占主導地位,而自主型的動力電池企業地位將逐步下降,就像我們乘用車市場一樣,自主品牌汽車出現12連降現象,這是令人感到十分愁人的問題,我們務必按新常態發展要求,讓我們動力電池出現一種全新的發展模式,克服多年像汽車產業發展那樣的頑習。


電動汽車是用以替代傳統的內燃機汽車,成為“節能減排”的全新型高科技產品,是汽車產業革命性發展的重要標志,但目前動力電池在許多性能上還不完備,使用上還有不少很勉強的現象,如一輛純電動大巴,須配備2-3噸重動力電池,中級乘用車也要用上300-500公斤的動力電池,行駛里程一般在200公里左右,這使乘員擔心會不會半途停車,行不動。動力電池不僅重量重,而且體積龐大,價格昂貴,在充電上需要有巨大的社會工程,但在社區內的普及還有不少難點,在充電時間上一般要6~8小時,可以快充,但對電池壽命有影響,特別是寒冷和高熱地帶電池性能還受一定影響,需作保緩,防熱裝置,在夏冬天的空調制冷熱問題還沒有很好解決,如果開空調,會影響到4/1或更多行駛里程。特別在碳排放上,我們是煤電大國,需要很多改進地方,這樣從能源應用全過程看,純電動汽車的碳排放幾乎和內燃機沒有什么減少。


所以說現在電動汽車是處在過渡時期。我們認為美國的新能源戰略也在不斷搖擺中探索,幾乎是一個總統一種主張,從鉛酸電池、混合動力、燃料電池、純電動都在搞,還沒有一種成為主流的,至今大量應用的電動汽車國外產品占多數,去年特斯拉搶上市場,但總體比例還是很少。我們“電動汽車百人會”也是在去年才成立,這比我們搞新能源汽車,搞電動汽車已經晚了近20年,說明由于信息和科技變化太快,我們總體戰略確立很不容易,現在已經有了比較明確的對應,讓“百人會”精英提出決策意見,相信我們電動汽車產業已進入一個重大轉折期,正如業界人士說那樣,2015年是中國電動汽車的元年,也看到了動力電池發展的前景。


怎么能把動力電池搞得更好?


一、一定要按中央新常態下發展要求,從思維上樹立起發展電動汽車動力電池戰略地位,要真抓實干的把動力電池的發展基礎打好,集中全國精力,實施有效,可行的產學研政力量的統一組織,要打破地方保護的體制,建立市場經濟的機制,誰好的就用誰,要有信心和決心建設動力電池集團化企業和優化的產業鏈,切實做到要以自主企業為主導的動力電池強國。


二、實行“雙軋制”產業化路線。一條是現行的鋰動力電池的科技和管理創新,還有不少潛力可以挖掘,促使以能量密度為代表的全功能體制,如質量一致性,成本,壽命,能達到國際先進水平,實現以自主企業為代表的規模化,商業化,盈利化運作,同時對產業鏈的連接上,要把隔膜、正極、負極、電解液的核心技術掌握好,實現全產業鏈的水平提升的自立,以至包括鋰礦粉的制造,要減少進口,實現自給自足;


另一條是未來動力電池的研發和制造,現有的各種鋰動力電池的能量密度會達到極限的,大約是250-300wh/kg,這樣就一定要有新一代的電池來替代,現在全世界都在努力研發新一代動力電池,花樣很多,各有特色,還不能說誰能成為的主導動力電池,但它的標志為能量密度達800wh/kg,有的說可達1000wh/kg的新一代電池,可續行1000公里,而且成本、壽命、充電時間、重量、體積等,比傳統鋰動力電池有很大提升,是動力電池一次革命性變革,那時全世界成千萬上億輛電動汽車的市場需求都不在話下,但要真正實現新一代動力電池產業化,商業化運作,預計總得花上二十年,以至三十年時間段,也就是說我們現在就要有大動作,才能實現,所以不能等,要作為一種戰略行為,一刻也不放松去研發,力爭早日實現產業化。


這就是實行“雙軋制”產業化路線基本表述和共識。


關于新一代動力電池比較有代表性的有:石墨烯鋰動力電池、空氣電池、包括鋁空氣電池、鋅空氣電也、鋰空氣電池,超級電容等,還有燃料電池,特別是日本豐田,在去年底推出氫燃料電池“Mirai”電動汽車上市,目前能力700輛,今年底能力可達2000輛,除了在本土銷售外,2016年就向美、歐經銷。這樣標志著近30年來燃料電池汽車車正式進入商業化進程。我們的上汽集團也推出燃料電池汽車的樣車,并準備投入試生產,武漢理工大也研發出車用的燃料電池,可以用于裝車應用,可見我們對燃料電池汽車的研制也具備一定基礎。


還有,去年底,美國洛克希德·馬丁公司宣布,開發出超小型核聚變反應堆,體積很小,可裝在大型卡車上,他們表示2025年可以投入生產,這樣大型汽車的動力幾乎不用花錢,就能開動。又如復旦大學發明一種水溶液鋰電池,充電只用8秒鐘,航程可達400公里。在這多變的社會里,人們敢想敢干、敢于創新的神精,無論是實用的,試驗性的,設想的,我們都要給予肯定和支持。


三、燃料電池應是電動汽車動力電池的終端產品。它應用燃料是氫與大氣中氧發生化學反應,產生電能,以此來驅動電動汽車。國內外有關專家認為,燃料電池應用有著巨大優勢:氫資源極為豐富,如水和碳氫化合物等多種形式中都存在著氫,地球被稱為“氫礦”;汽車上用質子膜燃料電池,經過世界上相關部門創新,改進,原有質子膜上用貴金屬,鉑已下降到90%,用量還低于汽油機后處理三元催化器的用鉑量,同時還有可能用石墨烯來替代,這個大難點基本解決了;


氫的提取技術和儲存,近來也有很大的進步,如可用太陽能、風能、熱能等電站上,用水,甚至海水來制氫,并用納米技術加大了儲存氫力度,以此取運到市場上,更理想的是,今后一種分布式氫站,以至家家戶戶太陽能,風能站就可自己制氫;氫能是最清潔的能源,燃料電池動力使用后,排出來的是水,一點沒有污染;現在隨著科技進步,燃料電池的效率達到很高地步,比內燃機或其他新能源都高,在電動車上應用,可以行駛1000公行程,充氫只用幾分鐘;氫能不僅僅可用在汽車上,在社會上工業上、社會上氫能隨處可以得到應用,世界上公認一個氫能的經濟的時代正在來臨。


我們汽車工業一定要抓住當前燃料電池在汽車上正式應用的大好形勢,在積極開展多種國際合作中,把燃料電池搞上去,這是對我們電動汽車產業巨大的機遇和挑戰,在這問題上我們再也不能落后了。


去年底,格力總裁董明珠與小米總裁雷軍,在會上對自已產業發展判斷進行大的“打睹”,受到經濟界人士廣泛關注,這個爭論實質是事關傳統產業的轉型升級和新興網絡化產業的發展走向問題。筆者認為這兩老總的觀念不應對立,不應強調誰好誰差,不能偏執,不是誰吃掉誰,在新常態經濟發展思路指引下,制造業和信息業應該是融合在一起共同發展,隨著知識經濟年代的深化發展,很重要的要建設起符合中國國情的創新驅動機制,進行共享、協同、重構、生態化,使之釋放出巨大的威力和效力。電動汽車動力電池也是按著這樣思路,推動它的良好發展。


這里筆者要說明,汽車制造業是先進制造業代表,整體改革創新歷程是十分艱難的,現在為了加速創新和研發,包括動力電池,全球有超千萬技術工程師和技師在奮斗,即使是這樣,每年全球還發生近20%的汽車要實行召回,不是這里就是那里出問題,2014年美國汽車召回6035萬輛,通用公司企業2700萬輛,主要是點火開點隱患,日本本田、豐田、寶馬、福特、因為高田公司的氣囊故障召回超過800萬輛,是歷史上召回最高點。


2011年豐田公司因踏板油門電控問題,召回980萬輛。在中國2014年召回124次,504.24萬輛,其中國產車395萬輛,進口110萬輛,主要是發動機,懸架,氣囊,電氣問題引起的。這說明干了120年的汽車還是出這樣多問題,汽車設計制造實在太復雜了,太難了,不是人們意志能隨意構想的,以此推想電動汽車動力電池要建立在一個全新的汽車產業體系是一件容易的事嗎?所以我說雷軍不要把先進的制造業看得太容易了。


上面講的與動力電池雖沒有直接關系的事,但對于它的發展有著很好的歷史經驗和教訓。我們希望中國的動力電池要從基礎研究,應用開發、產業化過程,應用頂層設計和企業探索密切結合起來,建立起動力電池可持續,生態型發展機制,政府、行業,企業的主體作用都要按客觀形勢定位,在市場經濟的推動下,把動力電池實實在在的搞上去,我們一定要想到如果我們動力電池的水平達到國際先進水平,中國的電動汽車一定是位居世界第一,不要辜負習總書記對我們的期望。如果我們動力電池的水平仍處在低端,甚至落后于世界的狀態,那么,我們就得把電動汽車的市場讓給人家,這個問題希望“百人會”能有個切實的計劃,讓大家更好行動。”以上想法,僅供參照。


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