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電動汽車駛向何方?

——對話中國工程院院士、總裝備部防化研究院研究員楊裕生

2010年05月13日 14:36 11892次瀏覽 來源:   分類: 鉛鋅資訊


  關鍵在于電池技術
  吳 平:鋰離子電池具有功率及能量密度大、轉換效率高、使用壽命長、重量輕、無污染、自放電系數(shù)小、溫度適應范圍寬泛等優(yōu)點,已成為電動汽車蓄電池的發(fā)展方向。在國家產(chǎn)業(yè)政策和科研項目的推動下,我國鋰離子電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展取得重大進展。雖然在小容量高功率型鋰離子電池關鍵技術和產(chǎn)品研究方面,與發(fā)達國家比仍有一定的差距,但大容量能量型鋰離子電池關鍵技術和產(chǎn)品研究,已經(jīng)處于國際領先地位,其性能和經(jīng)濟性已經(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,制約著我國鋰離子電池及電動汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在國際上,鋰離子電池成組應用技術也是一個待解決的問題。我國在鋰離子蓄電池成組應用技術、系統(tǒng)集成、關鍵技術研究方面取得了重大進展,一些技術已經(jīng)處于國際先進水平。但是,這些技術大多分散掌握在科研院所、高等院校和企業(yè)手中。在激烈的市場競爭環(huán)境下,利益形成的壁壘,對企業(yè)間的技術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)新的體制機制,是當前迫切需要解決的重大問題。
  楊裕生:的確,電池技術是電動汽車發(fā)展的關鍵。我國蓄電池技術進步很快。磷酸鐵鋰電池已被廣泛認可,電極材料納米化使比功率提高,隔膜開始國產(chǎn)化,價格降低,電池生產(chǎn)向半自動化、自動化前進,可靠性、一致性改善,電源管理和控制系統(tǒng)改進,電池的安全性和循環(huán)壽命提高,由比能量、壽命、價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問題、材料來源問題和過高的價格問題,為電動汽車的發(fā)展奠定了基礎。
  動力電池技術要在電池使用中不斷提高,也只有在使用中才能不斷提高。在電動汽車發(fā)展初期,過分強調動力電池完美無缺是不切合實際的。那種“要等動力電池徹底過關才能發(fā)展電動汽車”的論調,實際上是“電動汽車取消論”,不值得一駁。
  同時,電動汽車的發(fā)展也不全靠鋰離子電池,鉛酸電池技術也有新進展,超級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)都在進軍電動汽車領域。與此同時,標準制定權之爭也更加激烈。動力電池系統(tǒng)的標準化是電動汽車發(fā)展的基礎,涉及到電池、電力、電子、機械制造等技術領域。在標準的制定過程中,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爭,結束當前我國電池產(chǎn)業(yè)標準缺失、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)會產(chǎn)生嚴重的環(huán)境污染。但是,近年來一些以電動汽車用鉛酸電池的科研投入、項目建設有回潮、加大的趨勢。作為長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:我建議國家投入20億元,設立動力鋰離子電池研發(fā)專項。1.集全國優(yōu)勢,用5年時間全面提升我國動力鋰離子電池的生產(chǎn)技術水平,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),實現(xiàn)隔膜和電解質鋰鹽等關鍵材料國產(chǎn)化,攻克電池模塊成組技術,提高電池安全性和一致性,力爭電池組的壽命達到1500次,電池成本降低50%。2.加強原創(chuàng)性研究,全面提升動力電池的研發(fā)能力,為5-10年后的純電動汽車動力電池提供具有自主知識產(chǎn)權的核心技術,逐步實現(xiàn)純電動汽車的總體成本低于內燃機汽車,續(xù)駛里程逼近內燃機汽車。
  關于鉛酸電池,那種“不能列入電動汽車發(fā)展計劃”的觀念應該轉變。鉛酸電池由法國人普蘭特于1859年發(fā)明,已有150歲。這些年,國外的鉛酸電池新技術不斷出現(xiàn),全密封式、管式、水平式等新結構,新組分鉛合金,泡沫炭板柵,鉛炭復合電極,超級電池等,有力地克服著其缺點(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4500次后,2009年又有了6000次以上的報道。
  我國鉛酸電池的技術研究長期以來得不到支持,研究者寥寥無幾,我國與國外的差距拉大了!我們應該不存偏見,正確地認識鉛酸電池。鉛酸蓄電池優(yōu)點多:安全性最高,生產(chǎn)過程成熟,廉價,占二次電池產(chǎn)值一半以上,所以說它沒有過時。只要政策對頭,我們一定能夠趕超。鉛酸電池不僅能在電動自行車上繼續(xù)發(fā)揮優(yōu)勢,而且在微、小型純電動車和增程式電動車上也大有用武之地。
  鉛對環(huán)境有污染,主要發(fā)生在落后的冶煉和電池再生中。問題的癥結在于政府有關部門能否認真對待。鉛酸電池生產(chǎn)過程中鉛污染的控制和治理,需要進一步加強。
  吳 平:當前成本高已經(jīng)成為制約電動汽車產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的重要因素。電動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)新是電動汽車產(chǎn)業(yè)化的關鍵。
  楊裕生:目前,我國的純電動汽車處于大力研究并迅速發(fā)展的階段,能源供應模式呈現(xiàn)多樣性,歸納起來有3類、6種。依據(jù)“電池折舊費+電費”的方法來比較各種模式的經(jīng)濟成本(油價以7元/L,電費以 0.5元/kWh計):

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