我國(guó)自主研發(fā)工藝的磷酸鐵鋰材料達(dá)到了較為成熟的產(chǎn)業(yè)化水平,磷酸鐵鋰在單體電池循環(huán)性能上就表現(xiàn)出比普通錳酸鋰更優(yōu)越的性能。在單體磷酸鐵鋰電池上的成果,使我國(guó)有人認(rèn)為我們?cè)趧?dòng)力電池上具備趕超英、美、日等發(fā)達(dá)國(guó)家的水平。加上近幾年磷酸鐵鋰性能上確實(shí)也有了一些提高,基于磷酸鐵鋰的性能缺陷會(huì)終究解決的慣性思維,很多人把磷酸鐵鋰作為鋰離子動(dòng)力電池最理想的正極材料,并當(dāng)作業(yè)內(nèi)的共識(shí)。然而,似乎社會(huì)對(duì)磷酸鐵鋰過(guò)早地寄予了厚望,磷酸鐵鋰動(dòng)力電池未必是電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力的有效解決方案。
在我國(guó)磷酸鐵鋰熱潮興起的幾年里,日本、韓國(guó)卻悄悄地把錳酸鋰電池成功的應(yīng)用到了電動(dòng)汽車(chē)上,并且正逐步取代鎳氫電池,成為主流動(dòng)力電池;在磷酸鐵鋰的誕生地美國(guó),通用電動(dòng)汽車(chē)Volt選擇了韓國(guó)LG錳系動(dòng)力電池,磷酸鐵鋰的龍頭老大A123公司卻意外落選,隨后又傳出美國(guó)第二大汽車(chē)公司福特汽車(chē)也在考慮選擇LG的錳系電池,代表磷酸鐵鋰先進(jìn)水平的A123公司和Valence公司的磷酸鐵鋰電池雙雙被排斥在美國(guó)主流汽車(chē)廠商電動(dòng)車(chē)應(yīng)用之外。在中國(guó)曾有人認(rèn)為美國(guó)、中國(guó)動(dòng)力電池走磷酸鐵鋰路線,日、韓走錳酸鋰路線,兩條路線似乎勝負(fù)難料,現(xiàn)在美國(guó)人做出了選擇,路線業(yè)已明朗,中國(guó)的磷酸鐵鋰路線還能走多久?

實(shí)際上,國(guó)內(nèi)也有越來(lái)越多的人認(rèn)識(shí)到磷酸鐵鋰的性能缺陷很難解決,主要集中在;磷酸鐵鋰產(chǎn)品一致性、低溫性能、高倍率放電性能上,還有能量密度、電池制作成本等問(wèn)題。磷酸鐵鋰材料生產(chǎn)的一致性很難解決,目前國(guó)內(nèi)還沒(méi)有一家磷酸鐵鋰材料廠能夠解決的好。從材料制備角度來(lái)說(shuō),磷酸鐵鋰的合成反應(yīng)是一個(gè)復(fù)雜的多相反應(yīng),有固相磷酸鹽、鐵的氧化物以及鋰鹽,外加碳的前驅(qū)體以及還原性氣相。在這一復(fù)雜的反應(yīng)過(guò)程中,很難保證反應(yīng)的一致性。電池生產(chǎn)制作要解決一致性也不容易(固然部分是因設(shè)備水平方面的原因),一致性問(wèn)題使得磷酸鐵鋰電池配組后的實(shí)際循環(huán)壽命離它的理論循環(huán)2000次相差甚遠(yuǎn),國(guó)內(nèi)普遍在600次左右的水平(有人說(shuō)更低),能做到800-1000次循環(huán)的已經(jīng)相當(dāng)不錯(cuò)了,這顯然達(dá)不到電動(dòng)汽車(chē)電池8-10年使用壽命的要求。
低溫性能差是磷酸鐵鋰很難應(yīng)用于電動(dòng)汽車(chē)的另一原因,即使將其納米化和碳包覆也沒(méi)有解決這一問(wèn)題。對(duì)磷酸鐵鋰型鋰離子電池測(cè)試結(jié)果表明磷酸鐵鋰電池在低溫下(0℃以下)即使有超級(jí)電容作為輔助啟動(dòng)電源,電動(dòng)汽車(chē)也很難正常行駛。盡管也有廠家宣稱(chēng)磷酸鋰鐵電池在低溫下容量保持率還不錯(cuò),但那是在放電電流較小和放電截止電壓很低的情況下。在這種狀況下,設(shè)備根本就無(wú)法啟動(dòng)工作。
不單是磷酸鐵鋰材料自身的問(wèn)題,目前中國(guó)企業(yè)機(jī)械化、自動(dòng)化跟國(guó)外差別很大。很多工藝環(huán)節(jié)都是手工的。單個(gè)的電池還看不出工藝水平差別,上百個(gè)電池串聯(lián)在一塊,差別就非常明顯。電池的一致性是動(dòng)力電池必須跨過(guò)的技術(shù)門(mén)檻,我們目前工藝水平做手機(jī)電池是可以的,但是在動(dòng)力電池則短板非常明顯。
如果磷酸鐵鋰電池不能擔(dān)當(dāng)起未來(lái)新能源汽車(chē)的發(fā)展重任,那么誰(shuí)能唱主角呢?我們有很多的選擇。回過(guò)頭搞錳酸鋰是一個(gè)選擇,因?yàn)槿毡久绹?guó)已經(jīng)有了實(shí)踐的成果,我們借鑒一下可以少走彎路。燃料電池是目前很多專(zhuān)家推薦的方向,也有很多國(guó)際巨頭不斷在這個(gè)領(lǐng)域發(fā)力。還有些專(zhuān)家認(rèn)為不應(yīng)該把全部目光都聚焦在電池本身。新能源的概念一定要寬,有了寬的概念才有新的思路。也許不久的將來(lái)就能找到一種新的液體燃料,能夠代替甲醇和乙醇。再比如將無(wú)線供電技術(shù)用在汽車(chē)上。雖然現(xiàn)在遠(yuǎn)距離應(yīng)用還有一定問(wèn)題,但是小功率的無(wú)線供電技術(shù)已經(jīng)步入使用階段。未來(lái),將無(wú)線供電技術(shù)與汽車(chē)結(jié)合未嘗不是一個(gè)可行的辦法。
新能源汽車(chē)無(wú)疑是未來(lái)的發(fā)展方向,傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)車(chē)必將逐漸淡出歷史舞臺(tái)之時(shí)。歐美、日本的廠商潛心研究新技術(shù),確認(rèn)成熟后才大力推向市場(chǎng)。相較之下,中國(guó)企業(yè)顯得有些浮躁,盲目跟風(fēng)行為比比皆是。他山之石可以攻玉,希望我們的民族企業(yè)家們能靜下心來(lái)看看別人是如何做企業(yè)做技術(shù)的,只有虛心學(xué)習(xí),我們才有機(jī)會(huì)正真在新能源汽車(chē)這個(gè)巨大市場(chǎng)爭(zhēng)取自己的一席之地。
(粉體圈 作者:敬之)
作者:粉體圈
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