冰火兩重天鋰電池行業(yè)如何尋求突破

用“冰火兩重天”來形容當(dāng)今的動(dòng)力鋰電池行業(yè)，可能最恰當(dāng)不過。

一邊是受霧霾影響，國家對電動(dòng)汽車的支持力度不斷加碼，動(dòng)力鋰電池面臨難得的發(fā)展機(jī)遇。另一邊卻由于電池續(xù)航能力、安全性等障礙遲遲未能突破，難以滿足電動(dòng)汽車的要求，導(dǎo)致國內(nèi)動(dòng)力鋰電池企業(yè)持續(xù)虧損，難以為繼。

不過，當(dāng)美國特斯拉采用鎳鈷鋁電池推出續(xù)航能力達(dá)300~400公里的高端電動(dòng)汽車后，又讓舉步維艱的鋰電池國內(nèi)同行重新燃起了希望。

“電動(dòng)汽車的瓶頸在于電池，只有電池動(dòng)力問題解決了，其他問題都能迎刃而解。”近日，中國電池工業(yè)協(xié)會(huì)副理事長王敬忠在接受記者采訪時(shí)表示，我國干電池等一次電池產(chǎn)業(yè)已經(jīng)發(fā)展成熟且飽和，未來國內(nèi)電池行業(yè)的發(fā)展重點(diǎn)將為可充電動(dòng)力電池。

產(chǎn)品更新?lián)Q代

王敬忠告訴記者，電池行業(yè)主要分為四大塊：第一是一次電池，包括糊式電池、紙板電池、堿性電池等品種；第二是可充電電池，如鋰離子電池、鎳氫電池、鎳鎘電池；第三是鉛酸電池，包括汽車啟動(dòng)電池、電動(dòng)自行車電池、工業(yè)用電池、儲(chǔ)能電池；第四是太陽能電池和燃料電池。

“目前，國內(nèi)整個(gè)電池產(chǎn)業(yè)的總產(chǎn)值大概有5000億。”王敬忠說，這其中，一次電池的市場已經(jīng)趨于飽和，完全能夠滿足人們的生活需求。而其他電池由于自身存在一些缺陷，不能滿足日益發(fā)展的需要，也正處于不斷更新?lián)Q代的階段。

對于鎳鎘電池來說，由于其含有的重金屬鎘對人體和環(huán)境有危害，目前已是逐步被取代的產(chǎn)品。相比而言，鎳氫電池不含有重金屬且容量要比它高出一倍，已經(jīng)成為鎳鎘電池的最佳替代品。

鋰離子電池由于更環(huán)保且容量比鎳氫電池高出數(shù)倍，困此更適合作為動(dòng)力電池，將成為電池行業(yè)今后的發(fā)展方向。

王敬忠表示，鋰離子電池按照正極材料的不同，又可分為鈷酸鋰電池、錳酸鋰電池、鎳鈷錳三元材料電池及磷酸鐵鋰電池等。

不過，雖然這些電池都可以用做動(dòng)力電池，但若用于國家重點(diǎn)發(fā)展的汽車動(dòng)力電池，卻都存在各自的缺陷，難以滿足電動(dòng)汽車的需求。例如，磷酸鐵鋰電池具有循環(huán)壽命長、安全性高兩大優(yōu)點(diǎn)，但卻存在容量小這一致命缺陷。

現(xiàn)在，各國都在不斷對電池材料進(jìn)行改進(jìn)，我國也通過納米技術(shù)來提高磷酸鐵鋰電池的性能，但卻仍然不能滿足電動(dòng)汽車的需求。在王敬忠看來，只有達(dá)到安全性和續(xù)航能力兩大基本要求，動(dòng)力電池才算是成熟，但我國至少還需要三到五年的時(shí)間。

找到突破點(diǎn)

目前，制約我國電動(dòng)汽車發(fā)展的主要瓶頸就是動(dòng)力鋰電池。王敬忠坦言，對于動(dòng)力鋰電池我國也研究了好多年，整體性能上雖然有一些進(jìn)展但仍沒有太大的突破，特別是續(xù)航能力。但緣何美國特斯拉推出的電動(dòng)汽車竟然能將續(xù)航能力提高到300~400公里呢？

“特斯拉所使用的鋰鎳電池主要是鎳鈷鋁三元材料，而我們目前使用的還是鎳鈷錳，這是一個(gè)很大的突破。”王敬忠說，“除此之外，他們最為先進(jìn)的地方還有電池的管理系統(tǒng)。”據(jù)了解，美國特斯拉是將7000~8000個(gè)圓柱形電池串聯(lián)起來，組成一個(gè)電池組。以往，如果電池組有一個(gè)電池受損，整個(gè)電池組都不可能使用，而特斯拉則對電池組的每一個(gè)電池都進(jìn)行單獨(dú)管理，一個(gè)電池?fù)p壞不影響整個(gè)電池組對汽車的能量供應(yīng)。

“這種先進(jìn)的電池管理系統(tǒng)也給我們打開了新的思路和方向。”王敬忠說。

另外，能夠達(dá)到超級電容功效的鉛炭電池也是動(dòng)力電池的另一發(fā)展方向。

過去五年，高效、環(huán)保、長壽命的新型儲(chǔ)能裝置——超級電容備受業(yè)內(nèi)追捧。它最大的特點(diǎn)就是大電流放電，汽車在爬坡或啟動(dòng)時(shí)，它的瞬間放電能夠給予汽車足夠的馬力，而鋰電池卻難以達(dá)到這種效果。

不過，超級電容最大的缺陷卻是體積過于龐大，為了解決這一難題，鉛炭電池將鉛酸電池和超級電容器的技術(shù)完美融合：既發(fā)揮了超級電容瞬間大容量充電的優(yōu)點(diǎn)，也擁有了鉛酸電池的能量優(yōu)勢，同時(shí)還改善了體積龐大的缺陷。

用市場規(guī)律解決行業(yè)問題

在王敬忠看來，電動(dòng)汽車必將成為一種趨勢，如果電動(dòng)汽車能夠普及，那占據(jù)其三分之一成本的動(dòng)力電池，也將隨之成為一個(gè)很大的產(chǎn)業(yè)。但就目前來看，發(fā)展動(dòng)力電池仍是一項(xiàng)龐大的系統(tǒng)工程，因?yàn)檎麄€(gè)行業(yè)依然十分混亂。

鉛酸電池回收的不規(guī)范，就已經(jīng)成為鉛污染的重要源頭。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國超過95%的電動(dòng)車都使用鉛酸電池，而此類電池因其含鉛量過多(74%的鉛極板)，廢棄后會(huì)對土壤、地下水和空氣產(chǎn)生污染，進(jìn)而影響人類的健康。

“鉛酸電池在生產(chǎn)及使用環(huán)節(jié)，大部分都是密閉式，對環(huán)境不會(huì)造成危害。鉛污染的罪魁禍?zhǔn)拙褪菑U舊電池回收處理環(huán)節(jié)。”王敬忠稱，鉛酸電池是最早的汽車啟動(dòng)電池，此前，國內(nèi)有多達(dá)3000家生產(chǎn)企業(yè)，通過近幾年的行業(yè)整頓，對達(dá)不到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的企業(yè)予以淘汰，目前只剩余300多家。但是，鉛酸電池回收處理企業(yè)大部分卻仍然為“小作坊”式，狀況不容樂觀。

“由于廢舊鉛酸電池回收利用價(jià)值很高，廢舊電池幾乎沒有一只被丟棄。”王敬忠說，“然而目前的回收現(xiàn)狀是，廢舊電池都被小商販?zhǔn)兆哔u給了小作坊，正規(guī)企業(yè)競爭不過小商販。小商販沒有成本或成本很小。正規(guī)廠家卻至少需要幾百萬、幾千萬甚至上億元購買一套完整的處理設(shè)備，而且成本很高。”

對此，王敬忠建議，國家應(yīng)立法規(guī)范廢舊鉛酸電池的回收和處理，實(shí)行“以舊換新”，用企業(yè)的電池銷售渠道來建立廢舊電池的回收網(wǎng)絡(luò)，報(bào)廢后可到正規(guī)經(jīng)銷商處換新電池，廢電池價(jià)值可抵新電池部分價(jià)格，不拿廢舊電池?fù)Q的，新電池加價(jià)賣，以解決回收難題。

他還建議，國家對于動(dòng)力電池行業(yè)也應(yīng)該實(shí)行統(tǒng)一管理，并制定嚴(yán)格的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。企業(yè)也應(yīng)該加強(qiáng)創(chuàng)新能力，借鑒國外一些先進(jìn)、成熟的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)自我飛躍。