日前,本報(bào)記者專訪了北京大學(xué)新能源材料與技術(shù)實(shí)驗(yàn)室的博士生導(dǎo)師其魯教授,他對(duì)鋰電池抱有不同觀點(diǎn),認(rèn)為“動(dòng)力電池未來(lái)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(xué)新能源材料與技術(shù)實(shí)驗(yàn)室的博士生導(dǎo)師其魯教授
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未來(lái)技術(shù)方向還是鋰電池
中國(guó)能源報(bào):您認(rèn)為未來(lái)動(dòng)力電池發(fā)展的方向是什么?隨著動(dòng)力電池的爆發(fā)式增長(zhǎng),關(guān)于其回收利用也被國(guó)家提上日程。
▍其魯:未來(lái)動(dòng)力電池的方向,用在混合動(dòng)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(dòng)車上,方向應(yīng)該是尖晶石的錳酸鋰。日本純電動(dòng)汽車上用的是錳酸鋰材料,之所以叫做尖晶石,是因?yàn)殄i酸鋰有不同電壓、不同結(jié)構(gòu),在命名上會(huì)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(huì)從一代到二代再到三鋰電池是未來(lái)動(dòng)力的方向代,不斷地推向市場(chǎng),比如奧運(yùn)會(huì)、世博會(huì)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(lái)電池的方向還是在鋰電池圈里,不管是鋰作為正極還是負(fù)極。
動(dòng)力電池在電動(dòng)汽車上使用之后,可以回收用于儲(chǔ)能利用,之后再作為資源回收利用。比如奧運(yùn)投運(yùn)的上百輛電動(dòng)公交車,運(yùn)行3年之后,用于風(fēng)電和光伏的儲(chǔ)能。最后,再回收作為材料再利用。
中國(guó)能源報(bào):現(xiàn)在石墨烯炒的很熱,但很多人認(rèn)為石墨烯不切實(shí)際。
▍其魯:石墨烯是進(jìn)入本世紀(jì)來(lái)才發(fā)現(xiàn)的一種新材料,有很好的物理導(dǎo)電性。有報(bào)道稱,石墨烯電池充電時(shí)長(zhǎng)8分鐘可行駛1000公里。8分鐘充電,今天的多元正極金屬?gòu)?fù)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(dǎo)電性能好,但由材料推導(dǎo)到電池再推導(dǎo)到電動(dòng)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(dòng)力得多大?今天的城市電網(wǎng)根本做不到這一點(diǎn)。雖然技術(shù)上可行,但實(shí)際上做不到。對(duì)電動(dòng)汽車來(lái)說(shuō),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(dòng)一定重量的電動(dòng)汽車或者能量密度來(lái)描述電動(dòng)汽車的先進(jìn)性。
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動(dòng)力電池性能質(zhì)量有待提升
中國(guó)能源報(bào):您是我國(guó)鈷酸鋰、錳酸鋰電池正極材料主要奠基人,是2008年奧運(yùn)會(huì)、2010年世博會(huì)電動(dòng)汽車用動(dòng)力電池項(xiàng)目以及國(guó)家“十一五”863電動(dòng)汽車動(dòng)力鋰電池項(xiàng)目負(fù)責(zé)人。經(jīng)過(guò)多年發(fā)展,中國(guó)動(dòng)力電池現(xiàn)狀如何?
▍其魯:我2000年回國(guó)后,迅速打造了中國(guó)第一條鈷酸鋰生產(chǎn)線,用了1年左右,實(shí)現(xiàn)了中國(guó)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(fù)合材料的鋰電池。北京奧運(yùn)會(huì)期間及之后,確保了50輛電動(dòng)車和數(shù)百輛混合動(dòng)力公交車安全高效運(yùn)行。
現(xiàn)在鋰電池成本已急劇下降,十年前,中國(guó)的鋰電池隔膜每平米要三四十元,現(xiàn)在無(wú)論是鋰電池的正極材料還是負(fù)極材料已經(jīng)很便宜了,據(jù)說(shuō)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(shí),也暴露出電池爆炸等安全問(wèn)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(gè)行業(yè)能將鋰電池做強(qiáng)做大,而不是一提到中國(guó)制造就是劣質(zhì)廉價(jià)產(chǎn)品的代名詞。
中國(guó)能源報(bào):工信部暫??蛙囉萌囯姵兀瑢?duì)此怎么看?
▍其魯:這有點(diǎn)偏激、片面。10年我就曾說(shuō)過(guò),三元鋰電池不適合于純電動(dòng)汽車,但在混合電動(dòng)車上可以用。在試驗(yàn)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(guó)能源報(bào):現(xiàn)在的磷酸鐵鋰技術(shù)呢?
▍其魯:磷酸鐵鋰技術(shù)沒(méi)有發(fā)展未來(lái)。5年前,磷酸鐵鋰電池占據(jù)市場(chǎng)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(guó)能源報(bào):國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議提出要實(shí)現(xiàn)動(dòng)力電池實(shí)質(zhì)性突破,工信部出資5億成立了9家企業(yè)組成的動(dòng)力電池研發(fā)平臺(tái)。
其魯:這9家企業(yè),除了天津力神,均是國(guó)有汽車制造企業(yè)。他們的特長(zhǎng)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(jiǎn)單花錢就能辦成的事。