“动力锂离子电池该怎么发展?实际上是和电动汽车如何发展密切相关。什么样的电池发展出什么样的电动汽车,而不是超越电池的水平去空想提高电动汽车的指标。”我国工程院院士杨裕生如是说。
四月20-二十一日,以“新动能转换·高质量发展”为主题的“2018首届我国新能源动力锂离子电池暨储能产业大会”在江苏泰州隆重举办。会上,杨裕生院士发表了《高比能动力锂离子电池问题的思考》,他表示,发展电动汽车的目的是节能减排,汽车强国必须依靠自主知识产权生产量耗最低、排放最少的自主品牌电动汽车。
新版补贴政策应考虑安全问题
动力锂离子电池性能要求究竟有哪几个方面?各个要求之间又是如何排序的?
杨裕生表示,动力锂离子电池最为重要的是高安全性,不易燃、爆。第二位重要的是循环寿命长、价格低廉、高比功率、转换效率高、高比能量、使用方便易维护。第三位是可耐寒热、资源丰富,环境友好。
“补贴和即将实行的积分与纯电动里程挂钩的政策,误导过分提高电池比能量,新增电池的用量。”杨裕生院士认为,新出台的补贴政策忽略了电池比能量越高,电池就越多,则安全性越低。
现在重点发展纯电动汽车,还要解除四大焦虑:
第一是里程焦虑。多带电池,仍怕断电。车重,不节电。
第二安全焦虑:电池多比能量就会高,危险性大,燃烧爆炸事故多。
第三是充电焦虑。现在虽然充电桩越来越密集,投资力度也非常大,但是仍然难以那满足充电需求。
第四是价格焦虑,电池用量大,产品价格就高,竞争力就低。
杨裕生强调,高补贴推动发展的纯电动汽车难以市场化。在有补贴时,可发展中等行程的物流车等特种车辆,但是第二套电池要用户出钱。我们现在国家推广有170万余辆电动汽车,在补贴停滞后,续驶里程越长、过去补贴越高的车将越难卖。
那么如何解决,杨裕生表示,原则上就要用成熟电池,发展安全节能减排的电动汽车。在技术路线上,要以微小型纯电动汽车为突破口,大中型车发展纯电驱动的增程式汽车。有关微小型纯电动汽车,可用铅酸电池做低速车,也可用锂离子电池做高速车,最终交给市场来决定。
而一贯主张发展增程式电动汽车的杨裕生院士认为,增程式电动汽车则不存在纯电动汽车的四大焦虑问题。目前,增程式电动汽车已经发展到第三代产品。“第一代单纯为了新增行驶里程,因此增程器功率大,电池重量大,整车自重也较大,导致油耗高。第二代优化了动力系统,在原来的基础上节油50%。第三代是增程式发电直驱电动汽车。车上发电机发的电不经过电池而直接驱动电动机,继承了第二代全部优点,同时进一步降低了成本,节油率可达60%以上。
未来还将有什么高比能动力锂离子电池?
燃料动力锂电池被看作是未来非常有前景的动力锂离子电池之一。
杨裕生指出,燃料动力锂电池比能量高,但是难以满足汽车行驶中功率变化的要求,要以蓄电池调节功率需求。杨裕生表示,燃料动力锂电池面对五大问题:第一个问题是燃料动力锂电池的品种问题。“是否是质子交换膜燃料的电池最好?但是还有以下五大问题,第一是氢的能效、低排放制备;第二是氢安全运输储存、加氢站也比较贵;第三是燃料动力锂电池寿命不长,价格高。第四是膜等关键材料技术有待提高。第五铂资源太少,要发展无铂催化剂。”
“总之,燃料动力锂电池电动汽车的技术路线还在摸索当中,重金补贴,猛推PMFC产业化,将造成浪费,骗补。”杨裕生说。
锂硫电池也是越来越受到业界关注的动力锂离子电池种类。在杨裕生看来,锂硫电池“进门容易”,但是要做好很难。“锂硫电池有五个低:安全性低、体积比能量低、放电倍率低、能量转换效率低、循环次数低。只有解决了五低问题,才可以作为车用动力锂离子电池。三年五载很难用在车上,十年八在也不算悲观。”
此外,锂空电池被认为是锂硫电池之后的“下下一代”动力锂离子电池。据了解,锂空电池比能量高达700Wh/kg,续驶里程可与燃油车媲美。杨裕生说,“但是锂空电池很可能是远水解不了远渴。它在多少年还不是安全性较高的电池类型,能量转换效率过低,寿命短,比功能低。”
杨裕生指出,电动汽车能卖得出去,不论是高速或者低速,必须要减少电池用量,降低车价,而不是片面追求长里程,拼命提高比能量,或者是多装电池,新增危险性。
那么未来动力锂离子电池要如何发展?杨裕生给出了以下建议:第一,动力锂离子电池要微小型化,其次发展增程式电动汽车,逐渐走向市场化。第三,发电直驱增程式电动汽车,提高增程器的升油发电量,而不苛求电池的高比能。