作為純電動(dòng)汽車三大核心部件之一的動(dòng)力電池，從開始運(yùn)用至今，一直充滿著技術(shù)線路的爭執(zhí)，從鈦酸鋰電池，到磷酸鐵鋰電池、三元鋰電池，各有優(yōu)劣，但不可否認(rèn)的是每一種類型電池的出現(xiàn)，不僅是對(duì)技術(shù)的追求，更是背后產(chǎn)業(yè)鏈的博弈。
在寧德時(shí)代、LG化學(xué)、國軒高科等電池制造大戶們兵戎相見時(shí)，另一條技術(shù)線路的電池正悄然跨步發(fā)展，或者可以這樣說，一旦商業(yè)化顛覆現(xiàn)有電池產(chǎn)業(yè)格局或許只是一夜間的事。
張久俊，加拿大皇家科學(xué)院院士、加拿大工程院院士、加拿大工程研究院院士，上海大學(xué)可持續(xù)能源研究院院長，國際電化學(xué)能源科學(xué)院創(chuàng)始人，2020年入選南京市頂尖專家，在浦口區(qū)創(chuàng)立了南京驪電新能源科技，從事鋰硫電池的研究與運(yùn)用開發(fā)。
純電動(dòng)汽車的續(xù)航能力跟動(dòng)力電池的能量密度相關(guān)，從目前新能源汽車推廣使用過程中發(fā)現(xiàn)，里程焦慮的情況依舊沒有得到根本改變。也正因此，無論是此前工信部《汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》還是新能源汽車補(bǔ)貼中的硬性要求，都對(duì)動(dòng)力電池的能量密度提出了相應(yīng)要求。而現(xiàn)實(shí)是，商業(yè)化中能量密度最高的三元鋰電池，其能量密度在300Wh/kg，已經(jīng)達(dá)到了極限，很難再有提升空間。
張久俊表示，要想讓純電動(dòng)汽車在常規(guī)路況下能有長續(xù)航能力，行業(yè)中普遍認(rèn)為動(dòng)力電池的能量密度得達(dá)到500Wh/kg，而這個(gè)數(shù)值理論上能實(shí)現(xiàn)1000公里。對(duì)于這個(gè)技術(shù)指標(biāo)，目前鋰硫電池和鋰空電池在理論上可以達(dá)到，其中，鋰空電池能量密度更高，理論上能達(dá)到3000Wh/kg，但受制于技術(shù)水平限制，目前只能在200Wh/kg以下，此外，鋰空電池的循環(huán)壽命也不夠，目前還無法達(dá)到商業(yè)運(yùn)用。
但鋰硫電池不一樣，技術(shù)相對(duì)成熟，國內(nèi)目前能達(dá)到348Wh/kg，而驪電公司的試樣品，已達(dá)到500Wh/kg，遠(yuǎn)超競爭對(duì)手。“后面我們還將對(duì)電芯的負(fù)極進(jìn)一步研發(fā)，同時(shí)優(yōu)化正極。”張久俊表示，事實(shí)上，鋰硫電池也有天然的劣性，這也是為什么其余研究機(jī)構(gòu)遲遲沒有商業(yè)化的原因：首先是硫本身在充放電過程體積會(huì)膨脹數(shù)倍，進(jìn)而導(dǎo)致容量衰減；其次，在充放電過程中，硫還會(huì)產(chǎn)生溶解，使用壽命大打折扣；另外，硫的導(dǎo)電性也很差。當(dāng)然，這些問題，驪電新能源正優(yōu)化解決方案，比如說用導(dǎo)電的高聚物材料把硫牢牢捆住等方式。他們所研發(fā)的鋰硫電池還有一個(gè)科技進(jìn)步的地方，就是循環(huán)壽命很高，目前普通鋰硫電池的循環(huán)壽命在100-200次，他們能達(dá)到900次，已符合普通汽車的生命周期。
此外，在鋰硫電池的安全性方面，張久俊坦言由于鋰枝晶的自然存在，目前業(yè)界尚未完全消除這一現(xiàn)象，但他們通過在電芯的正極上使用活躍性相對(duì)低的材料、降低電壓等方式，提升電池的安全性，“總體來說，安全性比三元鋰電池要高多了”。
“鋰硫電池從技術(shù)、成本等角度上講離汽車動(dòng)力電池大規(guī)模商業(yè)化也只有一步之遙�！睆埦每”硎�，在鋰硫電池技術(shù)領(lǐng)域中，驪電新能源是離商業(yè)化市場最近的一個(gè)，預(yù)計(jì)未來將會(huì)成為千億級(jí)的企業(yè)。
換條道，或許是一片藍(lán)海
中國，新能源汽車的使用走在全球前沿，按照《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2035)》（以下簡稱《規(guī)劃》），到2025年，新能源汽車新車銷售量達(dá)到汽車新車銷售總量的20%左右。這一信號(hào)將層層傳導(dǎo)下去，無論是汽車主機(jī)廠還是配套商，都在依照《規(guī)劃》調(diào)整策略。
對(duì)于各地方產(chǎn)業(yè)而言，及時(shí)抓住政策導(dǎo)向，適時(shí)引入頭部研發(fā)機(jī)構(gòu)、企業(yè)，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變得尤為重要。在浦口區(qū)科技局的《2020 年新能源汽車行業(yè)研究報(bào)告》看來，《規(guī)劃》發(fā)布之后，主流的動(dòng)力電池企業(yè)對(duì)上游資源及材料有較強(qiáng)的主導(dǎo)力，與主機(jī)廠也有較為密切的關(guān)聯(lián)，是供給側(cè)的主導(dǎo)核心，從目前發(fā)展來看，未來將會(huì)向著高能量密度、低成本、快充等技術(shù)方向發(fā)展。
市場決定一切，要從根本上解決新能源汽車?yán)锍探箲]，唯有降低電耗和提升電池能量密度。而原有電池能量密度已達(dá)到極限，嘗試更換一條線路未嘗不可，更何況現(xiàn)有研發(fā)機(jī)構(gòu)已做出成品來，即將跨入商業(yè)運(yùn)用。
2021年3月11-12日，由中國粉體網(wǎng)、中國顆粒學(xué)會(huì)能源顆粒材料專委會(huì)主辦，長沙礦冶研究院先進(jìn)材料研究所協(xié)辦的第二屆高比能固態(tài)電池關(guān)鍵材料技術(shù)大會(huì)將在長沙吉美國際會(huì)展酒店隆重舉行，屆時(shí)，我們將邀請(qǐng)鋰電池行業(yè)各路專家與參會(huì)嘉賓分享相關(guān)研究成果，歡迎各位專家學(xué)者積極參會(huì)，踴躍報(bào)名。
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