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電動(dòng)汽車駛向何方?

——對(duì)話中國(guó)工程院院士、總裝備部防化研究院研究員楊裕生

2010年05月13日 14:36 11798次瀏覽 來源:   分類: 鉛鋅資訊


  關(guān)鍵在于電池技術(shù)
  吳 平:鋰離子電池具有功率及能量密度大、轉(zhuǎn)換效率高、使用壽命長(zhǎng)、重量輕、無污染、自放電系數(shù)小、溫度適應(yīng)范圍寬泛等優(yōu)點(diǎn),已成為電動(dòng)汽車蓄電池的發(fā)展方向。在國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策和科研項(xiàng)目的推動(dòng)下,我國(guó)鋰離子電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展取得重大進(jìn)展。雖然在小容量高功率型鋰離子電池關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)品研究方面,與發(fā)達(dá)國(guó)家比仍有一定的差距,但大容量能量型鋰離子電池關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)品研究,已經(jīng)處于國(guó)際領(lǐng)先地位,其性能和經(jīng)濟(jì)性已經(jīng)基本具備產(chǎn)業(yè)化的條件。
  但是,鋰離子電池成組后,安全性大幅下降,使用壽命大幅縮短,甚至有發(fā)生燃燒、爆炸等惡性事故的危險(xiǎn),制約著我國(guó)鋰離子電池及電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在國(guó)際上,鋰離子電池成組應(yīng)用技術(shù)也是一個(gè)待解決的問題。我國(guó)在鋰離子蓄電池成組應(yīng)用技術(shù)、系統(tǒng)集成、關(guān)鍵技術(shù)研究方面取得了重大進(jìn)展,一些技術(shù)已經(jīng)處于國(guó)際先進(jìn)水平。但是,這些技術(shù)大多分散掌握在科研院所、高等院校和企業(yè)手中。在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下,利益形成的壁壘,對(duì)企業(yè)間的技術(shù)合作和資源整合形成了巨大的阻力。因此,探索有利于資源整合和集成創(chuàng)新的體制機(jī)制,是當(dāng)前迫切需要解決的重大問題。
  楊裕生:的確,電池技術(shù)是電動(dòng)汽車發(fā)展的關(guān)鍵。我國(guó)蓄電池技術(shù)進(jìn)步很快。磷酸鐵鋰電池已被廣泛認(rèn)可,電極材料納米化使比功率提高,隔膜開始國(guó)產(chǎn)化,價(jià)格降低,電池生產(chǎn)向半自動(dòng)化、自動(dòng)化前進(jìn),可靠性、一致性改善,電源管理和控制系統(tǒng)改進(jìn),電池的安全性和循環(huán)壽命提高,由比能量、壽命、價(jià)格等因素形成的綜合性能不斷優(yōu)化,其大發(fā)展已不存在近期難以克服的技術(shù)問題、材料來源問題和過高的價(jià)格問題,為電動(dòng)汽車的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
  動(dòng)力電池技術(shù)要在電池使用中不斷提高,也只有在使用中才能不斷提高。在電動(dòng)汽車發(fā)展初期,過分強(qiáng)調(diào)動(dòng)力電池完美無缺是不切合實(shí)際的。那種“要等動(dòng)力電池徹底過關(guān)才能發(fā)展電動(dòng)汽車”的論調(diào),實(shí)際上是“電動(dòng)汽車取消論”,不值得一駁。
  同時(shí),電動(dòng)汽車的發(fā)展也不全靠鋰離子電池,鉛酸電池技術(shù)也有新進(jìn)展,超級(jí)電容器已能批量生產(chǎn)。
  吳 平:近年來,傳統(tǒng)汽車制造企業(yè),摩托車、三輪車企業(yè),以及電池企業(yè)都在進(jìn)軍電動(dòng)汽車領(lǐng)域。與此同時(shí),標(biāo)準(zhǔn)制定權(quán)之爭(zhēng)也更加激烈。動(dòng)力電池系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化是電動(dòng)汽車發(fā)展的基礎(chǔ),涉及到電池、電力、電子、機(jī)械制造等技術(shù)領(lǐng)域。在標(biāo)準(zhǔn)的制定過程中,只有在各利益主體之間充分博弈、尋求平衡,廣泛匯集行業(yè)的資源和智慧,才有可能防止惡性竟?fàn)?,結(jié)束當(dāng)前我國(guó)電池產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)缺失、各自為戰(zhàn)的局面。
  鉛酸電池在生產(chǎn)制造、使用、回收等環(huán)節(jié)會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的環(huán)境污染。但是,近年來一些以電動(dòng)汽車用鉛酸電池的科研投入、項(xiàng)目建設(shè)有回潮、加大的趨勢(shì)。作為長(zhǎng)期從事電池研究的專家,您如何看待鉛酸電池及其發(fā)展前景?
  楊裕生:我建議國(guó)家投入20億元,設(shè)立動(dòng)力鋰離子電池研發(fā)專項(xiàng)。1.集全國(guó)優(yōu)勢(shì),用5年時(shí)間全面提升我國(guó)動(dòng)力鋰離子電池的生產(chǎn)技術(shù)水平,完善鋰離子電池產(chǎn)業(yè)鏈(包括鋰資源勘查和鋰鹽提取技術(shù)),實(shí)現(xiàn)隔膜和電解質(zhì)鋰鹽等關(guān)鍵材料國(guó)產(chǎn)化,攻克電池模塊成組技術(shù),提高電池安全性和一致性,力爭(zhēng)電池組的壽命達(dá)到1500次,電池成本降低50%。2.加強(qiáng)原創(chuàng)性研究,全面提升動(dòng)力電池的研發(fā)能力,為5-10年后的純電動(dòng)汽車動(dòng)力電池提供具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù),逐步實(shí)現(xiàn)純電動(dòng)汽車的總體成本低于內(nèi)燃機(jī)汽車,續(xù)駛里程逼近內(nèi)燃機(jī)汽車。
  關(guān)于鉛酸電池,那種“不能列入電動(dòng)汽車發(fā)展計(jì)劃”的觀念應(yīng)該轉(zhuǎn)變。鉛酸電池由法國(guó)人普蘭特于1859年發(fā)明,已有150歲。這些年,國(guó)外的鉛酸電池新技術(shù)不斷出現(xiàn),全密封式、管式、水平式等新結(jié)構(gòu),新組分鉛合金,泡沫炭板柵,鉛炭復(fù)合電極,超級(jí)電池等,有力地克服著其缺點(diǎn)(比能量低,比功率不高,循環(huán)壽命較短),繼2005年循環(huán)壽命達(dá)4500次后,2009年又有了6000次以上的報(bào)道。
  我國(guó)鉛酸電池的技術(shù)研究長(zhǎng)期以來得不到支持,研究者寥寥無幾,我國(guó)與國(guó)外的差距拉大了!我們應(yīng)該不存偏見,正確地認(rèn)識(shí)鉛酸電池。鉛酸蓄電池優(yōu)點(diǎn)多:安全性最高,生產(chǎn)過程成熟,廉價(jià),占二次電池產(chǎn)值一半以上,所以說它沒有過時(shí)。只要政策對(duì)頭,我們一定能夠趕超。鉛酸電池不僅能在電動(dòng)自行車上繼續(xù)發(fā)揮優(yōu)勢(shì),而且在微、小型純電動(dòng)車和增程式電動(dòng)車上也大有用武之地。
  鉛對(duì)環(huán)境有污染,主要發(fā)生在落后的冶煉和電池再生中。問題的癥結(jié)在于政府有關(guān)部門能否認(rèn)真對(duì)待。鉛酸電池生產(chǎn)過程中鉛污染的控制和治理,需要進(jìn)一步加強(qiáng)。
  吳 平:當(dāng)前成本高已經(jīng)成為制約電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的重要因素。電動(dòng)汽車的成本主要包括整車成本和使用成本。其中電池成本約占整車成本的一半,而電動(dòng)汽車的使用成本要低于燃油汽車。因此,電池成本的下降、電池租賃等商業(yè)模式的創(chuàng)新是電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵。
  楊裕生:目前,我國(guó)的純電動(dòng)汽車處于大力研究并迅速發(fā)展的階段,能源供應(yīng)模式呈現(xiàn)多樣性,歸納起來有3類、6種。依據(jù)“電池折舊費(fèi)+電費(fèi)”的方法來比較各種模式的經(jīng)濟(jì)成本(油價(jià)以7元/L,電費(fèi)以 0.5元/kWh計(jì)):

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