電動(dòng)汽車鋰電池技術(shù)研發(fā)現(xiàn)狀分析
日期：2024-10-16 06:04:05 作者：宏力精密鋼管 閱讀數(shù)：431車載二次電池相關(guān)技術(shù)已成為熱門。其背景是，世界各國(guó)紛紛都在強(qiáng)化二氧化碳排放規(guī)定。例如，美國(guó)加利福尼亞州的ZEV(零排放車輛)法案、歐洲的二氧化碳法案、中國(guó)的環(huán)境法規(guī)今后都將更為嚴(yán)格。
作為應(yīng)對(duì)排放規(guī)定的有效措施，大型汽車廠商對(duì)混合動(dòng)力車(HEV)和純電動(dòng)汽車(EV)等電動(dòng)車輛寄予厚望，各公司都在拼命推進(jìn)開發(fā)。以前表現(xiàn)不積極的大型汽車廠商今后也無(wú)法回避這個(gè)問(wèn)題。不僅如此，如果不及時(shí)應(yīng)對(duì)這一系列的環(huán)境法案，甚至可能會(huì)關(guān)系到企業(yè)的存亡。
例如，美國(guó)ZEV法案此前的對(duì)象汽車廠商為美國(guó)的通用汽車(GM)、福特汽車、克萊斯勒(現(xiàn)為菲亞特克萊斯勒汽車公司)，以及日本的豐田、本田、日產(chǎn)汽車6家公司。但從2018年開始，大眾、寶馬、戴姆勒、馬自達(dá)、現(xiàn)代集團(tuán)也將成為適用對(duì)象。這些后來(lái)追加的對(duì)象企業(yè)今后自然也會(huì)加快電動(dòng)車輛的開發(fā)。
多種多樣的電動(dòng)車輛
電動(dòng)車輛可以根據(jù)采用的技術(shù)分成幾類。大家比較熟悉的應(yīng)該是HEV(插電式混合動(dòng)力車)和EV(純電動(dòng)汽車)。HEV自豐田1997年推出普銳斯以來(lái)已經(jīng)過(guò)去了15年多，現(xiàn)在進(jìn)入了普及期。豐田絕對(duì)是該領(lǐng)域的龍頭老大，而本田也頗具競(jìng)爭(zhēng)力。美國(guó)廠商中，福特在大力推進(jìn)HEV的開發(fā)，但與日本廠商還相距甚遠(yuǎn)。HEV的市場(chǎng)滲透率在電動(dòng)車輛中也非常高，今后歐洲廠商也將積極開發(fā)HEV.
再來(lái)回顧一下EV的市場(chǎng)動(dòng)向，EV在2012年以前市場(chǎng)評(píng)價(jià)較低，日產(chǎn)的LEAF(聆風(fēng))和三菱的i-MiEV一直在苦苦支撐。原因是無(wú)法解決續(xù)航距離短、充電時(shí)間長(zhǎng)、價(jià)格又過(guò)高的課題。
到2013年以后，這種情況逐漸發(fā)生了變化。尤其是在美國(guó)，日產(chǎn)LEAF的經(jīng)濟(jì)效益受到好評(píng)，市場(chǎng)認(rèn)知度逐漸提高。從2013年年底開始，LEAF在美國(guó)一直以每月1000輛的速度銷售?？偛课挥诿绹?guó)亞特蘭大的喬治亞電力等電力公司以完善充電基礎(chǔ)設(shè)施為主提供的支持好像發(fā)揮了作用。
業(yè)績(jī)更為出色的，是美國(guó)硅谷的風(fēng)險(xiǎn)企業(yè)特斯拉汽車。該公司的EVModel S官方公開的續(xù)航距離是日本廠商的2倍以上483km.該車采用跑車的車身設(shè)計(jì)，能提供讓消費(fèi)者坐一次還想再坐的價(jià)值。該車實(shí)現(xiàn)了高速增長(zhǎng)，目前的銷量為每周200輛，銷售額大約1.2億元。
讀者可能還不太熟悉，在美國(guó)，推動(dòng)可在家中充電的插電式混合動(dòng)力車(PHEV)普及的，是通用的Volt.Volt的累計(jì)銷量已達(dá)到6.6萬(wàn)輛，所有車主的總行駛距離突破了6億英里(約9.6億公里)。該車僅2013年就售出約2.3萬(wàn)輛，預(yù)計(jì)2014年將進(jìn)一步增長(zhǎng)。
此外，燃料電池車(FCV)方面，日本廠商計(jì)劃在2015年投放市場(chǎng)。本田從1986年開始就在研究作為該技術(shù)核心的燃料電池，歷經(jīng)29載終于看到了量產(chǎn)的希望。
EV普及條件不在于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)
電動(dòng)汽車技術(shù)有利也有弊。電動(dòng)汽車的出現(xiàn)對(duì)相關(guān)行業(yè)來(lái)說(shuō)既是機(jī)會(huì)，同時(shí)也可能是風(fēng)險(xiǎn)。推行相關(guān)法規(guī)的各國(guó)的意圖以及企業(yè)的戰(zhàn)略將受到關(guān)注。下面就來(lái)分析一下無(wú)需汽油等化石燃料的零排放汽車EV和FCV.
EV是終極環(huán)保車的候補(bǔ)之一，不過(guò)其地位并不穩(wěn)固。這是因?yàn)?，與汽油車相比，EV的性能(行駛距離和充電時(shí)間)價(jià)格比非常低。
解決一系列課題、使EV全面普及的條件是實(shí)現(xiàn)超越現(xiàn)有鋰離子電池的高性能電池。目前各國(guó)、研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)都在推進(jìn)相關(guān)研發(fā)，實(shí)用化備受期待。
其中，有一種被稱為后鋰離子電池的新型電池鋰空氣電池。鋰空氣電池利用的是金屬鋰與空氣中的氧氣發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，所獲能量的理論值超過(guò)了目前的鋰離子電池。
不過(guò)，鋰空氣電池的目標(biāo)是在2030年實(shí)現(xiàn)實(shí)用化，還很遙遠(yuǎn)。好像也有相關(guān)人士表示2020年之前能實(shí)用化，但對(duì)于還處在基礎(chǔ)研究階段的課題來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在就談實(shí)用化時(shí)間似乎沒(méi)有實(shí)際意義。
我們經(jīng)常會(huì)看到僅憑大學(xué)和材料廠商開發(fā)的正極和負(fù)極材料的數(shù)據(jù)，就說(shuō)發(fā)現(xiàn)了能將EV續(xù)航距離擴(kuò)大到500km的技術(shù)這種報(bào)道，這只能說(shuō)是故弄玄虛。因?yàn)閮H憑電極根本不能決定續(xù)航距離，只有制造成能安裝在EV上使用的電池系統(tǒng)才具備討論價(jià)值。但另一方面，報(bào)道時(shí)應(yīng)該慎用夸大其詞的表述。
日本的大學(xué)和企業(yè)也經(jīng)常發(fā)布這種消息。每次遇到這類消息時(shí)，投資公司和調(diào)查機(jī)構(gòu)都會(huì)向筆者尋求意見(jiàn)。筆者的回答一般都是冷靜客觀地觀察一下吧，沒(méi)有原理和邏輯支持、信息太少，無(wú)法做出結(jié)論。
當(dāng)然，在材料領(lǐng)域的尖端研究和技術(shù)開發(fā)方面，日本擁有壓倒性的強(qiáng)大競(jìng)爭(zhēng)力，因此，新的突破確實(shí)極有可能會(huì)在日本出現(xiàn)。
實(shí)際上，在二次電池的尖端研究方面，其他國(guó)家廠商的影響力并不高。例如，由三星SDI擔(dān)任主管企業(yè)的韓國(guó)國(guó)家項(xiàng)目WPM(World Premium Materials)從2008年就開始以國(guó)家的名義推進(jìn)以強(qiáng)化相關(guān)材料為目標(biāo)的開發(fā)。但在材料領(lǐng)域，只有踏踏實(shí)實(shí)立足于基礎(chǔ)研究才能取得成果，基礎(chǔ)研究實(shí)力比日本薄弱的韓國(guó)開發(fā)出令人震驚的新材料的可能性似乎比較低。