比能量與安全性的蹺蹺板

文 AO記者 陳秀娟

動力電池行業迎來高速發展的同時，其高比能量產品背后隱藏的安全隱患問題不可小視。

隨著新能源汽車需求的快速擴大，作為新能源汽車核心零部件的動力電池行業迎來了高速發展期。4月20日，以“新動能轉換·高質量發展”為主題的“2018首屆中國新能源動力電池暨儲能產業大會”在江蘇泰州舉辦。圍繞當前國內動力電池發展現狀、存在問題和未來趨勢等方面話題，與會專家們共商共討。

中國工程院院士楊裕生指出，目前，國內的電池企業為了提高鋰離子電池的比能量，主要靠提高正極的電位以及使用三元材料提高鎳量，這會導致安全性下降。

動力電池有望邁過50GWh大關

五年來，中國新能源汽車取得了世人矚目的成績。截至2017年底，我國累計推廣新能源汽車總量超過180萬輛，動力電池的單體能量密度比2012年提高了兩倍，每千瓦時的售價下降了70%以上。

隨著我國新能源汽車產業發展進入快車道，作為新能源汽車核心零部件的動力電池行業也迎來了黃金發展期。據統計，2017年我國新能源汽車產銷超預期完成目標，分別完成了79.4萬輛和77.7萬輛，同比分別增長53.8%和53.3%。有數據顯示，2017年我國全年動力電池裝機總電量約為36 GWh，增長超過20%。

今年4月1日，由工信部等五部門聯合發布的《乘用車企業平均燃料消耗量與新能源汽車積分并行管理辦法》（“雙積分”管理辦法）正式實施。該辦法針對在中國境內銷售乘用車的企業的平均燃料消耗量(CAFC積分)及新能源乘用車生產情況(NEV積分)進行并行積分考核，并對于未達標的車企進行相應的處罰。這無疑給新能源汽車和動力電池產業帶來了新的機遇。有機構預測，我國全年動力電池裝機總電量在2018年將超過50 GWh大關。

工業和信息化部賽迪研究院黨委書記、副院長宋顯珠指出，提升動力電池產業市場競爭力的關鍵在提升電池性能。

安全問題缺失

然而，動力電池和儲能產業在快速發展的同時，也面臨著各種各樣的問題，如產能急劇擴張、成本上升、產品安全性差、產業鏈存在短板、回收利用滯后等問題。在中國工程院院士楊裕生看來，在所有這些問題中，動力電池的性能問題應放在第一位。

工業和信息化部賽迪研究院黨委書記、副院長宋顯珠也表達了類似的觀點，他指出：“動力電池是新能源汽車的核心部件，對發展新能源汽車產業至關重要。提升動力電池產業技術創新力和市場競爭力的關鍵在提升電池性能，滿足用戶需求。”

“發展電動汽車的目的是節能減排，汽車強國必須依靠自主知識產權生產能耗最低、排放最少的自由品牌電動汽車，但目前有的電動汽車只節油，但不減排，安全問題頻發。”楊裕生指出，在新能源汽車的發展中，不能片面追求長里程而拼命提高比能量，或者是多裝電池，這樣不僅會給環境承載力帶來壓力，同時還會增加危險性。

楊裕生表示，發展安全節能減排的電動汽車原則上就要用成熟的電池。

楊裕生進一步指出，目前，國內的電池企業為了提高鋰離子電池的比能量，主要靠提高正極的電位以及使用三元材料提高鎳量，這會導致安全性下降。“電池升溫到一定溫度，正極活性物質就與電解液發生大量生熱的化學反應，導致熱失控。”楊裕生對《汽車觀察》記者解釋說道。

那么，成熟的動力電池究竟包括哪幾個方面特點？其重要性又是如何排序的？

楊裕生表示，動力電池最重要的是要具備高安全性，不易燃、爆。第二重要的是需要具備循環壽命長、價格低廉、高比功率、轉換效率高、高比能量、使用方便易維護等特點。第三是需要具備可耐寒熱、資源豐富、環境友好的特點。

“補貼和即將實行的積分與純電動里程掛鉤的政策，誤導過分提高了電池比能量，增加了電池的用量。”楊裕生認為，新出臺的補貼政策忽略了電池比能量越高，電池就越多，則安全性越低。

楊裕生強調，高補貼推動發展的純電動汽車難以市場化。我國目前推廣的有170萬余輛電動汽車，在補貼停滯后，續駛里程越長、過去補貼越高的車將越難賣。

對于這個問題，楊裕生表示，發展安全節能減排的電動汽車原則上就要用成熟的電池。在技術路線上，要以微小型純電動車為突破口，大中型車則以發展純電驅動的增程式汽車為主。對于微小型純電動車，可用鉛酸電池做低速車，也可用鋰電池做高速車，電池的使用權最終交給市場來決定。

高比能動力電池有哪些？

燃料電池被看做是未來非常有前景的動力電池之一。楊裕生指出，燃料電池比能量高，但是難以滿足汽車行駛中功率變化的要求，要以蓄電池調節功率需求。楊裕生表示，燃料電池面臨五大問題：第一是氫的能效、低排放制備；第二是氫安全運輸、儲存問題；第三是燃料電池壽命不長，價格高；第四是膜等關鍵材料技術有待提高；第五鉑資源太少，需要發展無鉑催化劑。”

“總之，燃料電池電動汽車的技術路線還在摸索當中，重金補貼，猛推產業化，將造成浪費。”楊裕生說。

鋰硫電池也是越來越受到業界關注的動力電池種類。在楊裕生看來，鋰硫電池“進門容易”，但是要做好很難。“鋰硫電池有五個低：安全性低、體積比能量低、放電倍率低、能量轉換效率低、循環次數低。只有解決了五低問題，才可以作為車用動力電池。三年五載很難用在車上，十年八載也不算悲觀。”

此外，鋰空電池被認為是鋰硫電池之后的“下下一代”動力電池。據了解，鋰空電池比能量高達700Wh/kg，續駛里程可與燃油車媲美。楊裕生說，“但是鋰空電池很可能是遠水解不了近渴。它在多少年還不是安全性較高的電池類型，能量轉換效率過低，壽命短，比功能低。”

那么，未來電動汽車動力電池究竟該如何發展？楊裕生給出了三個建議：第一，動力電池要微小型化。第二，發展增程式電動車無需追求電池的高比能量，鼓勵用磷酸鐵鋰電池。第三，燃料電池的優越性需要實踐檢驗后再認證，然后再推廣使用。