鉅大LARGE | 點擊量：570次 | 2022年01月15日
三元、氫氧還是鋰氧，動力鋰電池的最終目標會是誰？
在我國新能源汽車產業發展過程中，動力鋰電池產業發展路線一直以來多有爭議。目前備受推崇的鋰離子電池，行業不少人士認為這一領域也存在天花板。
在鋰離子電池發展如火如荼的當今，不少公司或研究機構也在探索電池產品新的發展方向，如燃料動力電池和固態電池。從目前來看，這兩種電池都有自己很明顯的優點，當然存在的短板也不少。于是，針對動力鋰電池發展路線，業界人士展開了爭論：誰才是未來的最終電池？
動力鋰電池能量密度和成本平衡點出現在2020年
分析動力鋰電池的現狀必須考慮研發和使用情況，對此，公司和研究機構看法并不相同。
作為我國動力鋰電池領先公司，CATL和科研機構對鋰離子電池的研發有較大不同，CATL更重視從工程化的角度入手。CATL副總裁、首席科學家吳凱介紹，電池公司進行研發重視考慮兩方面因素，一是能量密度；二是成本平衡設計。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
這兩條曲線和經濟學的供需曲線相似，在某個位置形成平衡點。這個平衡點的時間節點是2020年，能量密度達到300Wh/Kg，價格為1元/Wh。在這個平衡點之下，三元/石墨體系的電池會成為流行趨勢，隨著能量密度提升，硅基負極體系、固態電池等會顯示出優勢。
我國目前動力鋰電池的研發重要考慮的是能量密度、成本、壽命三要素平衡設計，在考慮安全性、使用環境的廣泛性以及充電方面，系統設計成為引導電池設計方向的關鍵。在平衡點之下，高鎳化是提高能量密度的重要手段。"CATL近期會在高鎳應用方向深耕細作，長期來看，會加強固態鋰金屬電池開發。"吳凱說。
此外，大數據監控也說明了我國新能源汽車動力鋰電池的現狀。北京理工大學教授王震坡介紹了動力鋰電池大數據平臺的運行情況。他說，目前，我國形成了電動汽車輛安全運行國家、地方政府、整車公司三級監管技術體系，國家平臺已接入超過90萬輛產品，日在線近50萬輛，行駛1200萬公里，充電16萬次。
從監控數據來看，安全性成為動力鋰電池的首要問題，在2010～2016年間，動力鋰電池起火事故中有67％的原因來自動力鋰電池，充電引起的起火占14％，其他原因占19％。
整車公司向左電池公司向右
動力鋰電池從磷酸鐵鋰轉向三元體系后，能量密度有了較大幅度的提高，但是，瓶頸問題依然沒有解決。燃料動力電池和固態電池被大家認為是未來的發展方向，為了搶占未來的制高點，我國公司出現了較有代表性的現象：不少整車公司偏向燃料動力電池，動力鋰電池公司偏向固態電池研發。
長城汽車在電動汽車研發上步伐較慢，但一起步便瞄準了燃料動力電池，長城汽車宣布，2022年推出首款燃料動力電池車型。
比亞迪曾是磷酸鐵鋰離子電池的龍頭公司，隨著技術迭代發展，比亞迪也投入到燃料動力電池的研發之中。前不久，比亞迪和美國混合動力公司（USHybridCorporation）合作研發氫燃料動力電池客車。該款客車將服務于美國火奴魯魯（檀香山，Honolulu）的DanielK.Inouye國際機場。
吉利汽車也積極投入到燃料動力電池的研發中，目前形成了純電、混動、氫燃料動力電池、替代燃料四條路線。當然，由于燃料動力電池的前景還不明朗，吉利在燃料動力電池上的投入還不多。
上汽集團是我國最早從事燃料動力電池汽車研發的公司，旗下上汽大通的燃料動力電池汽車已正式上市銷售。
和整車公司熱衷燃料動力電池形成鮮明比較的是，動力鋰電池公司大多數在研發固態電池。吳凱告訴記者，CATL在固態電池上投入了相當多的資源。此前，比克集團副總裁廖振波也告訴記者，比克已布局凝膠態的電池，即俗稱的半固態電池，并組建成立了全固態電池研發團隊。
據記者了解，我國動力鋰電池排名前十的公司都涉足固態電池的研發之中，力神、國軒、微宏等公司都建立了研發團隊并進行了相關布局。
和我國的情況不盡相同，國外整車公司并沒有一邊倒地選擇燃料動力電池。大眾汽車日本總裁兼CEO莊司茂曾稱，未來燃料動力電池車可能在日本以外遭遇困境，難以在全球范圍獲得光明前途。大眾汽車也表示正在研發續駛里程超過1000公里的固態電池，并將在2025年量產。
六月十三日，福特汽車表示，福特和戴姆勒正在逐步關閉一家開發汽車燃料動力電池技術的合資公司。雙方表示計劃在內部進行各自的燃料動力電池技術開發，顯然雙方的燃料動力電池汽車研發受阻。
研發出全球第一款量產燃料動力電池汽車的豐田，也并沒有把寶全押在燃料動力電池上，目前，其也在積極進行固態電池研發。前不久，豐田汽車高層人事調整似乎也預示著豐田將重心從燃料動力電池轉向純電動以及固態電池上。
最終電池爭論泛起
目前來看，整車公司和電池公司對未來電池的看法出現了分歧，市場上有關燃料動力電池和固態電池的爭論也不時傳出。尤其是最近李克強總理在日本參觀豐田廠之后，似乎燃料動力電池更加引起人們的關注。有人甚至認為"即將進入氫時代"。
不過，我國工程院院院士陳立泉并不贊成氫是最終汽車能源的說法。他說，燃料動力電池重要依靠氫氧化學反應，固態電池的種類較多，常見的聚合物固態電池有聚環氧乙烷（pEO）、聚環氧丙烷（ppO）、聚丙烯腈（pAN）、聚甲基丙烯酸甲酯（pMMA）、聚偏氟乙烯（pVDF）等，這些聚合物固態電池重要進行的是鋰氧化學反應。氫氧的理論能量密度為3525Wh/Kg，鋰氧為5217Wh/Kg，兩者有較大差距。
"氫氧電池只能稱為一次電池，鋰氧電池才是可充電池。從原子量的比較也可以看出，鋰是氫的7倍，鋰氧電池體積能量密度也好于氫氧電池，從使用環境來看，氫氧電池的限制因素比鋰氧電池多。"陳立泉說。
會上，不少專家針對行業興起的燃料動力電池和固態電池最終能源目標之爭也發表了看法，有專家表示，他曾去日本考察了幾家汽車公司，看到他們更加重視固態電池，詢問原因，日本公司人士認為，燃料動力電池的商業化道路比固態電池還長。
關于燃料動力電池和固態電池的最終之爭，我國科學院院士、國家863新能源汽車重大專項總體專家組組長、清華大學教授歐陽明高說："我也不同意氫是最終能源以及氫燃料動力電池車是最終環保車的說法。"
不過，盡管如此，關于氫燃料動力電池汽車的發展，歐陽明高還是提出了建議，他強調，目前，大家只關注燃料動力電池系統本身，和氫相關的技術和基礎設施發展并不理想。他認為，產業更應重視氫能技術，即前端的氫燃料，比如制取、運輸、儲存、壓縮等環節。
