比能量与安全性的跷跷板

文 AO记者 陈秀娟

动力电池行业迎来高速发展的同时，其高比能量产品背后隐藏的安全隐患问题不可小视。

随着新能源汽车需求的快速扩大，作为新能源汽车核心零部件的动力电池行业迎来了高速发展期。4月20日，以“新动能转换·高质量发展”为主题的“2018首届中国新能源动力电池暨储能产业大会”在江苏泰州举办。围绕当前国内动力电池发展现状、存在问题和未来趋势等方面话题，与会专家们共商共讨。

中国工程院院士杨裕生指出，目前，国内的电池企业为了提高锂离子电池的比能量，主要靠提高正极的电位以及使用三元材料提高镍量，这会导致安全性下降。

动力电池有望迈过50GWh大关

五年来，中国新能源汽车取得了世人瞩目的成绩。截至2017年底，我国累计推广新能源汽车总量超过180万辆，动力电池的单体能量密度比2012年提高了两倍，每千瓦时的售价下降了70%以上。

随着我国新能源汽车产业发展进入快车道，作为新能源汽车核心零部件的动力电池行业也迎来了黄金发展期。据统计，2017年我国新能源汽车产销超预期完成目标，分别完成了79.4万辆和77.7万辆，同比分别增长53.8%和53.3%。有数据显示，2017年我国全年动力电池装机总电量约为36 GWh，增长超过20%。

今年4月1日，由工信部等五部门联合发布的《乘用车企业平均燃料消耗量与新能源汽车积分并行管理办法》（“双积分”管理办法）正式实施。该办法针对在中国境内销售乘用车的企业的平均燃料消耗量(CAFC积分)及新能源乘用车生产情况(NEV积分)进行并行积分考核，并对于未达标的车企进行相应的处罚。这无疑给新能源汽车和动力电池产业带来了新的机遇。有机构预测，我国全年动力电池装机总电量在2018年将超过50 GWh大关。

工业和信息化部赛迪研究院党委书记、副院长宋显珠指出，提升动力电池产业市场竞争力的关键在提升电池性能。

安全问题缺失

然而，动力电池和储能产业在快速发展的同时，也面临着各种各样的问题，如产能急剧扩张、成本上升、产品安全性差、产业链存在短板、回收利用滞后等问题。在中国工程院院士杨裕生看来，在所有这些问题中，动力电池的性能问题应放在第一位。

工业和信息化部赛迪研究院党委书记、副院长宋显珠也表达了类似的观点，他指出：“动力电池是新能源汽车的核心部件，对发展新能源汽车产业至关重要。提升动力电池产业技术创新力和市场竞争力的关键在提升电池性能，满足用户需求。”

“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能耗最低、排放最少的自由品牌电动汽车，但目前有的电动汽车只节油，但不减排，安全问题频发。”杨裕生指出，在新能源汽车的发展中，不能片面追求长里程而拼命提高比能量，或者是多装电池，这样不仅会给环境承载力带来压力，同时还会增加危险性。

杨裕生表示，发展安全节能减排的电动汽车原则上就要用成熟的电池。

杨裕生进一步指出，目前，国内的电池企业为了提高锂离子电池的比能量，主要靠提高正极的电位以及使用三元材料提高镍量，这会导致安全性下降。“电池升温到一定温度，正极活性物质就与电解液发生大量生热的化学反应，导致热失控。”杨裕生对《汽车观察》记者解释说道。

那么，成熟的动力电池究竟包括哪几个方面特点？其重要性又是如何排序的？

杨裕生表示，动力电池最重要的是要具备高安全性，不易燃、爆。第二重要的是需要具备循环寿命长、价格低廉、高比功率、转换效率高、高比能量、使用方便易维护等特点。第三是需要具备可耐寒热、资源丰富、环境友好的特点。

“补贴和即将实行的积分与纯电动里程挂钩的政策，误导过分提高了电池比能量，增加了电池的用量。”杨裕生认为，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。

杨裕生强调，高补贴推动发展的纯电动汽车难以市场化。我国目前推广的有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。

对于这个问题，杨裕生表示，发展安全节能减排的电动汽车原则上就要用成熟的电池。在技术路线上，要以微小型纯电动车为突破口，大中型车则以发展纯电驱动的增程式汽车为主。对于微小型纯电动车，可用铅酸电池做低速车，也可用锂电池做高速车，电池的使用权最终交给市场来决定。

高比能动力电池有哪些？

燃料电池被看做是未来非常有前景的动力电池之一。杨裕生指出，燃料电池比能量高，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，燃料电池面临五大问题：第一是氢的能效、低排放制备；第二是氢安全运输、储存问题；第三是燃料电池寿命不长，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，需要发展无铂催化剂。”

“总之，燃料电池电动汽车的技术路线还在摸索当中，重金补贴，猛推产业化，将造成浪费。”杨裕生说。

锂硫电池也是越来越受到业界关注的动力电池种类。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电池。三年五载很难用在车上，十年八载也不算悲观。”

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近渴。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。”

那么，未来电动汽车动力电池究竟该如何发展？杨裕生给出了三个建议：第一，动力电池要微小型化。第二，发展增程式电动车无需追求电池的高比能量，鼓励用磷酸铁锂电池。第三，燃料电池的优越性需要实践检验后再认证，然后再推广使用。