日本正在致力于在2020年?yáng)|京奧運(yùn)會(huì)之前創(chuàng)建“氫能社會(huì)”，普及氫能燃料電池，豐田、本田等大型日本汽車產(chǎn)業(yè)正陸續(xù)推出氫燃料電池車，并在日本及歐洲國(guó)家得到推廣。日前，本田的全新燃料電池車Clarity Fuel Cell正式在日本上市，這款擁有750公里最大續(xù)航里程的車型售價(jià)約合44萬(wàn)元人民幣。

現(xiàn)在國(guó)際上動(dòng)力電池的主流還是鋰電池，氫燃料電池與鋰電池相比孰優(yōu)孰劣？未來(lái)動(dòng)力電池的發(fā)展路線又將是怎樣的？

鋰電、氫燃料各有優(yōu)劣

燃料電池在更高的能量密度以及快速充電上有優(yōu)勢(shì)，可隨充隨用?！暗菤淙剂想姵匾灿辛觿?shì)，比如在汽車突然加速變功的過(guò)程中，不能快速加速，同時(shí)能量不能回收。”清華大學(xué)化學(xué)系教授邱新平告訴記者。

氫燃料電池的壽命，國(guó)際上最好的在5000小時(shí)。理想狀況下，以一輛車百公里時(shí)速計(jì)，可行使5000小時(shí)，里程即為50萬(wàn)公里?！霸谑褂眠^(guò)程中燃料電池的性能會(huì)衰減，不潔空氣污染催化劑將影響壽命?！?邱新平稱。

在安全性上，氫燃料電池也并非完美無(wú)瑕，可能會(huì)發(fā)生泄漏爆炸，且爆炸的威力很大?！坝绕湟龊萌嫦到y(tǒng)的防護(hù)，要考慮到任何惡劣條件狀況，防患于未然?！?邱新平進(jìn)一步表示，“就成本而言，氫燃料電池并不便宜，貴就貴在關(guān)鍵部件，如全氟膜、鉑催化劑等。”

中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)秘書長(zhǎng)劉彥龍?jiān)诮邮堋吨袊?guó)能源報(bào)》記者采訪時(shí)表示：“不管是在基礎(chǔ)研究還是產(chǎn)業(yè)化中，日本燃料電池都是發(fā)展比較快的，盡管相比10年前已經(jīng)下降了80%之多，但是目前的價(jià)格還是偏高。此外，建設(shè)加氫站建設(shè)成本也不低，還要考慮運(yùn)輸成本、建設(shè)成本以及氣體安全性等各方面因素?！?/p>

相比之下，雖然目前的鋰電池在能量密度和快速充電上，與氫燃料電池相比存在差距，但在快速變功上擁有優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，隨著“到2020年動(dòng)力電池模塊的能量密度達(dá)到300瓦時(shí)/千克”被政府和業(yè)界作為下一段發(fā)展目標(biāo)提出，各方也在致力于提高鋰電池的能量密度。

不可否認(rèn)，現(xiàn)在鋰電池存在安全性隱患。“但是，隨著人們對(duì)鋰電安全認(rèn)識(shí)的深入，在電池單體技術(shù)、電池系統(tǒng)等多層面對(duì)電池進(jìn)行防護(hù)管理，在3-5年內(nèi)解決鋰電池安全問(wèn)題，我們有信心。” 邱新平說(shuō)。

據(jù)記者了解，鋰電池除了在上述硬件性能上有待突破，在軟件的電池管理系統(tǒng)（BMS）也落后于國(guó)際同行。以特斯拉電動(dòng)車為例，其電池管理系統(tǒng)最多可串聯(lián)起8000多節(jié)鋰離子電池，保持電池的一致性、穩(wěn)定性和充放電的安全性，所以特斯拉的續(xù)航里程可以達(dá)到350公里。而目前國(guó)內(nèi)的電池系統(tǒng)最多也就串聯(lián)起2000多節(jié)。在系統(tǒng)集成技術(shù)上的差距也需努力追趕。

未來(lái)可能的技術(shù)路線

為推動(dòng)中國(guó)動(dòng)力電池取得革命性突破，2月下旬工信部表示，將投資5億元、聯(lián)合9家企業(yè)組建動(dòng)力電池研究院。那么未來(lái)中國(guó)動(dòng)力電池的技術(shù)路線是什么？

此前不少接受記者采訪的專家認(rèn)為，考慮到電池行業(yè)周期長(zhǎng)，技術(shù)累積和突破需要較長(zhǎng)時(shí)間?！耙虼藙?dòng)力電池要取得革命性突破，難度不小。預(yù)計(jì)5-10年內(nèi)還將以鋰電池為主，向第三代鋰離子電池發(fā)展。”

“今后10年內(nèi)，不管是鋰電池還是燃料電池都有機(jī)會(huì)，5-10年內(nèi)還將以鋰電池為主，如鋰硫、鋰空電池是未來(lái)研究的方向，需在負(fù)極材料、正極材料以及電解質(zhì)上下功夫。20年之后，我個(gè)人認(rèn)為燃料電池將成為大趨勢(shì)?！鼻裥缕奖硎?。

“盡管氫燃料電池在日本成本降低很多，性能提高了不少，但從研發(fā)層面而言，國(guó)內(nèi)的技術(shù)積累還是存在不小的差距?！敝锌圃弘姽に鶅?chǔ)能技術(shù)研究組組長(zhǎng)陳永翀對(duì)記者坦言，“現(xiàn)在討論未來(lái)動(dòng)力電池的技術(shù)發(fā)展路線，更多的還是局限在電池材料的選擇上，如磷酸鐵鋰、三元鋰等，但這不能在根本上解決問(wèn)題，應(yīng)立足于電池的大結(jié)構(gòu)研究，立足于安全性大幅提升、成本大幅下降、系統(tǒng)循環(huán)壽命大幅延長(zhǎng)上，開發(fā)新型動(dòng)力電池。”

“未來(lái)動(dòng)力電池的技術(shù)路線還是要根據(jù)市場(chǎng)來(lái)定，只要是安全快充、成本低、壽命長(zhǎng)的電池都應(yīng)該鼓勵(lì)發(fā)展?！?同時(shí)，陳永翀進(jìn)一步表示，“我們要立足基礎(chǔ)科學(xué)，看準(zhǔn)方向后持續(xù)研發(fā)，不要忽冷忽熱，也不能隨風(fēng)倒，從技術(shù)研發(fā)到產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)是一個(gè)日積月累的過(guò)程?！?/p>

國(guó)內(nèi)動(dòng)力鋰電池發(fā)展迅速

近兩年隨著我國(guó)新能源汽車呈井噴式發(fā)展，帶動(dòng)了動(dòng)力鋰電池需求快速增長(zhǎng)。以2015 年為例，全年累計(jì)生產(chǎn)新能源汽車37.9萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)4 倍。根據(jù)中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)以及各公司公告統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2015 年國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池產(chǎn)量約16吉瓦時(shí)，預(yù)計(jì)今明兩年新投產(chǎn)能20吉瓦時(shí)，2016 年年末將達(dá)到32吉瓦時(shí)。

與電動(dòng)汽車的火爆相呼應(yīng)的是，中國(guó)已經(jīng)成為全球第三大動(dòng)力電池產(chǎn)地。動(dòng)力鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈成為2015年募投最為密集的領(lǐng)域，比亞迪、杉杉股份、德爾家居、大東南、贏合科技等上市公司紛紛定增投入鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈，動(dòng)力鋰電池產(chǎn)能極大擴(kuò)充。

同時(shí)，國(guó)際動(dòng)力鋰電池巨頭也紛紛進(jìn)軍中國(guó)。僅在2015年，就有三星SDI在西安建廠、 LG化學(xué)在南京建廠以及松下在大連建廠等。

此外，1月12日，汽標(biāo)委電動(dòng)車輛分標(biāo)會(huì)審定通過(guò)，中國(guó)第一個(gè)新能源汽車動(dòng)力電池回收國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)——《車用動(dòng)力電池回收利用拆解規(guī)范》和《車用動(dòng)力電池回收利用余能檢測(cè)》，這標(biāo)志著我國(guó)動(dòng)力電池回收、循環(huán)再利用規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化提上日程，這給新能源汽車和動(dòng)力鋰電池市場(chǎng)帶來(lái)利好?！?/p>