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October

2019

锂电:新能源汽车发展的首选动力

发布时间:2019-10-18 10:11:07130次

据中国有色金属报报道:

10月9日,万人瞩目的2019年诺贝尔化学奖终于揭晓,来自美日等国的三名科学家因“开发锂离子电池”,共同分享900万克朗奖金。这一世界级的奖项,引起了新能源电池行业的巨大震动,这让本来随着补贴退坡而颇受非议的锂离子电池行业开始被人重新审视。对此,在锂离子电池深耕近20年的锂动力电池专家、河南锂动电源有限公司总经理杨涛认为:“‘开发锂离子电池’能获得诺贝尔奖,既是国际社会对锂离子电池重要性的认可,也是专家学者对以锂电为主的新能源发展方向的肯定。”

据介绍,20世纪70年代初,获得今年诺贝尔化学奖之一的M·斯坦利·威廷汉利用锂材料的电子释放原理,开发了国际上首个功能性锂电池。接着,同获今年诺贝尔化学奖、被称为“锂电池之父”的约翰·B·古迪纳夫让锂电池实现革命性突破,使锂电池的体积更小、容积更大、使用方式更稳定,从而实现了商业化,并开启电子设备便携化进程。同获今年的诺贝尔化学奖的日本化学家吉野彰,则是成功地从电池中去除了纯锂,取而代之的是基于比纯锂更安全的锂离子。正是这些专家在新能源电池行业的反复试验,努力研发,让锂离子电池从移动电话到笔记本电脑、电动汽车等领域广泛应用,奠定了我们现代社会的无线、无化石燃料的基础,也开创了新能源动力对我们生活的彻底改变。因此来说,三位科学家获此殊荣,当之无愧。

当然,三位科学家的获奖也给锂离子电池正了名。众所周知,目前社会上存在的主流新能源汽车的主导动力源,主要包括采用单一蓄电池作为储能的动力源、利用氢气和空气中的氧作为储能的动力源、氢发动机汽动力源等等,但每种汽车的动力源都有自己的优缺点,其中的锂离子动力电源则是各类电源相比较中较为合适使用的动力源。因此,经过多年大浪淘沙般的选择,锂离子电池因其重量轻、能量比高、使用寿命长、高低温适应性强等优势,成为了国内外新能源汽车动力的首选。很多国家也正是看中了锂动力电池的巨大潜力,将其放到国家的战略地位考量,对锂电新能源项目进行大力补贴扶持,有力地推动了锂离子动力电池产业的发展。现在三位以研发锂离子电池为主的科学家能获得诺贝尔奖,说明了锂离子电池在动力电池行业的优势,更说明我们新能源动力路径的正确性。

不过,就在今年诺贝尔化学奖揭晓之前很长一段时间里,随着国家对新能源汽车补贴退坡及氢燃料电池的逆势崛起,对新能源电池技术发展向何处去引发的争议越来越多。总的来看,主要有支持锂离子电池和支持氢燃料电池两大派别。支持锂离子电池者认为,锂离子电池不仅在移动通信、笔记本电脑、电源储存等领域的优点十分明显,在新能源乘用车和货车等领域也具有优势,尽管在行驶距离、动力性能及环保等都不如氢燃料电池好,但一旦锂离子电池在能量密度、续航和充电速度及电池安全等制约纯电车下一步发展的最大障碍取得突破之后,再加上其成本方面优势,是完全有把握胜过氢燃料电池的。

也有观点认为,今年财政部等四部门已经下发通知,以锂电为动力的新能源汽车的车补已经大幅下降,而燃料电池类的新能源汽车补贴标准不变。根据国家政策走向,说明新能源汽车的补贴政策已经进入深度调节期,政策正向高性能动力电池应用方向倾斜,而这一政策正好也暗合氢燃料电池的产业发展需求,是给新能源汽车所用的动力电源释放出了一个信号:氢燃料才是唯一的新能源汽车发展路径。更有甚者,为了动摇锂离子电池的“霸主”位置,不少专家对锂离子电池的非议也见诸报端,有的观点在国家对新能源汽车是以锂离子电池或者以氢燃料电池为主导不分伯仲的情况下,竟自下结论提出氢动力为未来的发展方向。这本来是可以商榷的观点,形成了两派的纷争,给新能源电池产业带来了不应该有的思维混乱。

综合以上观点,杨涛表示:“无论锂离子电池或者氢燃料电池,两者竞争的根本点就是成本、质量和技术等方面的竞争,锂离子电池目前无论是从市场、技术成熟度或者安全、成本等各方面考虑,其优势还是比较明显的,也是氢燃料电池所不能比拟的。”

杨涛强调,我国的新能源动力电池研发和世界是同步的,经过无数像三位诺贝尔奖获得者一样的科学家们的攻关,锂电池现在的技术难度已经相对较小,生产和商用化相对成熟,同时整个制造产业链也十分的完善,正处于规模效应的扩大阶段,这就让锂离子电池成为电动车厂的首选。而对应的氢燃料电池呢?杨涛表示,早在上世纪50年代,我国就已经展开了研究,到2014年才被《国家创新驱动发展战略纲要》等多个纲领性文件列为重点发展项目。为何国家长时间冷落氢燃料电池而青睐锂离子电池?他认为主要原因就在于氢燃料电池的关键材料催化剂、质子交换膜、双极板等国内产业链基本处于空白状态。另外,氢气的制造成本及加氢站建设成本都十分的高昂,无论哪类途径制氢,成本因素都是一个绕不过去的高坎,再加上氢燃料的运输、储存和使用的环节如何保证安全,技术与环保如何解决,以及如何打破外国的专利围堵,这可都是一个个“拦路虎”。

正是因为高额的资金成本和不明朗的投资回报,让许多企业家望而却步,大家对发展氢燃料电池是“雷声”大,但真正落下来的“雨点”却很小,目前没有任何一个国家进入实质性商业化阶段。相关信息显示,2018年,中国燃料电池汽车产销仅仅1527辆,还不到锂动力等新能源车辆的零头。另外,我国的制氢规模居世界首位,固态储氢材料技术处世界领先水平,但加氢站建设缓慢。截至2018年底,我国国内共有25座建成的加氢站仅供示范车辆加注使用,暂未实现全商业化运营。这些数据和事实说明,氢燃料能扛起新能源动力这面大旗,助攻新能源成为大风口,一切还有待验证。可以说,我们距离氢燃料电池汽车的普及还很远,锂电仍是众多新能源汽车的首选动力。

“当然,对于氢燃料电池,我们也不能小觑。因其有着补给时间短、续航里程高、真正的绿色排放等决定性优点,在做好锂离子电池的同时,必须对氢燃料电池的发展路径加以关注。”杨涛说。他的观点是:氢燃料电池与锂动力电池不是你死我活或者说是一种替代的关系,而是两者各有所长相互融合的关系,两者都是新能源动力电池发展的重要技术路线。其中未来的锂离子动力电池重点可用于城市、短途、乘用车等领域,而氢燃料电池汽车可能更适用于长途、大型、商用车等领域,业内资深人士、河南锂动电源有限公司的郭华也认为,未来新能源动力电池的发展路径可能是锂电和氢燃料电池的“组合”,两者最终会在同一辆新能源汽车上体现。在以燃料电池为主的新能源汽车上,其辅助电源都需要锂离子电池作补充。两者长期并存互补,共同满足交通运输和人们出行的需要。这,才是未来新能源汽车动力所走之路。

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