日前,本報記者專訪了北京大學新能源材料與技術(shù)實驗室的博士生導師其魯教授,他對鋰電池抱有不同觀點,認為“動力電池未來技術(shù)方向還是鋰電池”。今日推送此文,試圖呈現(xiàn)另一種聲音。
北京大學新能源材料與技術(shù)實驗室的博士生導師其魯教授
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未來技術(shù)方向還是鋰電池
中國能源報:您認為未來動力電池發(fā)展的方向是什么?隨著動力電池的爆發(fā)式增長,關(guān)于其回收利用也被國家提上日程。
▍其魯:未來動力電池的方向,用在混合動力車的是使用了多元金屬氧化物正極材料的高功率鋰電池。在純電動車上,方向應(yīng)該是尖晶石的錳酸鋰。日本純電動汽車上用的是錳酸鋰材料,之所以叫做尖晶石,是因為錳酸鋰有不同電壓、不同結(jié)構(gòu),在命名上會有差異。在尖晶石的錳酸鋰技術(shù)上,我們已經(jīng)跟蹤了20多年,今后會從一代到二代再到三鋰電池是未來動力的方向代,不斷地推向市場,比如奧運會、世博會上用的就是這一技術(shù)。
另外鋰空氣電池也在不斷研究中,未來電池的方向還是在鋰電池圈里,不管是鋰作為正極還是負極。
動力電池在電動汽車上使用之后,可以回收用于儲能利用,之后再作為資源回收利用。比如奧運投運的上百輛電動公交車,運行3年之后,用于風電和光伏的儲能。最后,再回收作為材料再利用。
中國能源報:現(xiàn)在石墨烯炒的很熱,但很多人認為石墨烯不切實際。
▍其魯:石墨烯是進入本世紀來才發(fā)現(xiàn)的一種新材料,有很好的物理導電性。有報道稱,石墨烯電池充電時長8分鐘可行駛1000公里。8分鐘充電,今天的多元正極金屬復合氧化物電池也可以做到,大概用10C的倍率去充電。從材料角度看,石墨烯導電性能好,但由材料推導到電池再推導到電動車上,概念一樣嗎?
10C倍率意味著什么?通常行駛100公里,小轎車至少需要15千瓦、20千瓦的電池,如果要行駛1000公里,要用幾百千瓦的電池。如果再用10C去充電,動力得多大?今天的城市電網(wǎng)根本做不到這一點。雖然技術(shù)上可行,但實際上做不到。對電動汽車來說,不能僅看行駛里程,一輛車上完全載電池不載人的話,意義何在?應(yīng)用單體積或者單位重量的電池,能驅(qū)動一定重量的電動汽車或者能量密度來描述電動汽車的先進性。
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動力電池性能質(zhì)量有待提升
中國能源報:您是我國鈷酸鋰、錳酸鋰電池正極材料主要奠基人,是2008年奧運會、2010年世博會電動汽車用動力電池項目以及國家“十一五”863電動汽車動力鋰電池項目負責人。經(jīng)過多年發(fā)展,中國動力電池現(xiàn)狀如何?
▍其魯:我2000年回國后,迅速打造了中國第一條鈷酸鋰生產(chǎn)線,用了1年左右,實現(xiàn)了中國鈷酸鋰生產(chǎn)零的突破。之后,我們研制并生產(chǎn)出兩大類鋰電池,一是高容量的錳酸鋰電池,一是高功率的多元金屬氧化物復合材料的鋰電池。北京奧運會期間及之后,確保了50輛電動車和數(shù)百輛混合動力公交車安全高效運行。
現(xiàn)在鋰電池成本已急劇下降,十年前,中國的鋰電池隔膜每平米要三四十元,現(xiàn)在無論是鋰電池的正極材料還是負極材料已經(jīng)很便宜了,據(jù)說有隔膜電池廠家已做到兩三塊錢。鋰電池迅速發(fā)展的同時,也暴露出電池爆炸等安全問題。鋰電池需要在今后幾年之內(nèi)做得更小、更輕、更安全可靠、更便宜,電池的整車技術(shù)也需要趕超。希望整個行業(yè)能將鋰電池做強做大,而不是一提到中國制造就是劣質(zhì)廉價產(chǎn)品的代名詞。
中國能源報:工信部暫??蛙囉萌囯姵兀瑢Υ嗽趺纯??
▍其魯:這有點偏激、片面。10年我就曾說過,三元鋰電池不適合于純電動汽車,但在混合電動車上可以用。在試驗中,三元鋰電池在快速充電中,熱量不能迅速釋放,使爆炸性可能性增加。
中國能源報:現(xiàn)在的磷酸鐵鋰技術(shù)呢?
▍其魯:磷酸鐵鋰技術(shù)沒有發(fā)展未來。5年前,磷酸鐵鋰電池占據(jù)市場的絕大多數(shù),最近兩年三元鋰電池迅速增加。但前者壽命差、安全性差、體積大、能量密度低,性能上不及三元鋰電池。
中國能源報:國務(wù)院常務(wù)會議提出要實現(xiàn)動力電池實質(zhì)性突破,工信部出資5億成立了9家企業(yè)組成的動力電池研發(fā)平臺。
其魯:這9家企業(yè),除了天津力神,均是國有汽車制造企業(yè)。他們的特長是做汽車,但突破電池瓶頸需要基礎(chǔ)人才,技術(shù)的累積不是簡單花錢就能辦成的事。