電動(dòng)汽車(chē)鋰電池技術(shù)研發(fā)現狀分析

車(chē)載二次電池相關(guān)技術(shù)已成為熱門(mén)。其背景是，世界各國紛紛都在強化二氧化碳排放規定。例如，美國加利福尼亞州的ZEV(零排放車(chē)輛)法案、歐洲的二氧化碳法案、中國的環(huán)境法規今后都將更為嚴格。

作為應對排放規定的有效措施，大型汽車(chē)廠(chǎng)商對混合動(dòng)力車(chē)(HEV)和純電動(dòng)汽車(chē)(EV)等電動(dòng)車(chē)輛寄予厚望，各公司都在拼命推進(jìn)開(kāi)發(fā)。以前表現不積極的大型汽車(chē)廠(chǎng)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)應對這一系列的環(huán)境法案，甚至可能會(huì )關(guān)系到企業(yè)的存亡。

例如，美國ZEV法案此前的對象汽車(chē)廠(chǎng)商為美國的通用汽車(chē)(GM)、福特汽車(chē)、克萊斯勒(現為菲亞特克萊斯勒汽車(chē)公司)，以及日本的豐田、本田、日產(chǎn)汽車(chē) 6家公司。但從2018年開(kāi)始，大眾、寶馬、戴姆勒、馬自達、現代集團也將成為適用對象。這些后來(lái)追加的對象企業(yè)今后自然也會(huì )加快電動(dòng)車(chē)輛的開(kāi)發(fā)。

多種多樣的電動(dòng)車(chē)輛

電動(dòng)車(chē)輛可以根據采用的技術(shù)分成幾類(lèi)。大家比較熟悉的應該是HEV(插電式混合動(dòng)力車(chē))和EV(純電動(dòng)汽車(chē))。HEV自豐田1997年推出普銳斯以來(lái)已經(jīng)過(guò)去了15年多，現在進(jìn)入了普及期。豐田絕對是該領(lǐng)域的龍頭老大，而本田也頗具競爭力。美國廠(chǎng)商中，福特在大力推進(jìn)HEV的開(kāi)發(fā)，但與日本廠(chǎng)商還相距甚遠。HEV的市場(chǎng)滲透率在電動(dòng)車(chē)輛中也非常高，今后歐洲廠(chǎng)商也將積極開(kāi)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)法解決續航距離短、充電時(shí)間長(cháng)、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，日產(chǎn)LEAF的經(jīng)濟效益受到好評，市場(chǎng)認知度逐漸提高。從2013年年底開(kāi)始，LEAF在美國一直以每月1000輛的速度銷(xiāo)售?？偛课挥诿绹鴣喬靥m大的喬治亞電力等電力公司以完善充電基礎設施為主提供的支持好像發(fā)揮了作用。

業(yè)績(jì)更為出色的，是美國硅谷的風(fēng)險企業(yè)特斯拉汽車(chē)。該公司的EVModelS官方公開(kāi)的續航距離是日本廠(chǎng)商的2倍以上483km.該車(chē)采用跑車(chē)的車(chē)身設計，能提供讓消費者坐一次還想再坐的價(jià)值。該車(chē)實(shí)現了高速增長(cháng)，目前的銷(xiāo)量為每周200輛，銷(xiāo)售額大約1.2億元。

讀者可能還不太熟悉，在美國，推動(dòng)可在家中充電的插電式混合動(dòng)力車(chē)(PHEV)普及的，是通用的Volt.Volt的累計銷(xiāo)量已達到6.6萬(wàn)輛，所有車(chē)主的總行駛距離突破了6億英里(約9.6億公里)。該車(chē)僅2013年就售出約2.3萬(wàn)輛，預計2014年將進(jìn)一步增長(cháng)。

此外，燃料電池車(chē)(FCV)方面，日本廠(chǎng)商計劃在2015年投放市場(chǎng)。本田從1986年開(kāi)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設施建設

電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)有利也有弊。電動(dòng)汽車(chē)的出現對相關(guān)行業(yè)來(lái)說(shuō)既是機會(huì )，同時(shí)也可能是風(fēng)險。推行相關(guān)法規的各國的意圖以及企業(yè)的戰略將受到關(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(chē)EV和FCV.

EV是終極環(huán)保車(chē)的候補之一，不過(guò)其地位并不穩固。這是因為，與汽油車(chē)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)現超越現有鋰離子電池的高性能電池。目前各國、研究機構和企業(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(chēng)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，所獲能量的理論值超過(guò)了目前的鋰離子電池。

不過(guò)，鋰空氣電池的目標是在2030年實(shí)現實(shí)用化，還很遙遠。好像也有相關(guān)人士表示2020年之前能實(shí)用化，但對于還處在基礎研究階段的課題來(lái)說(shuō)，現在就談實(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(chǎng)商開(kāi)發(fā)的正極和負極材料的數據，就說(shuō)發(fā)現了能將EV續航距離擴大到500km的技術(shù)這種報道，這只能說(shuō)是故弄玄虛。因為僅憑電極根本不能決定續航距離，只有制造成能安裝在EV上使用的電池系統才具備討論價(jià)值。但另一方面，報道時(shí)應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(lèi)消息時(shí)，投資公司和調查機構都會(huì )向筆者尋求意見(jiàn)。筆者的回答一般都是冷靜客觀(guān)地觀(guān)察一下吧，沒(méi)有原理和邏輯支持、信息太少，無(wú)法做出結論。

當然，在材料領(lǐng)域的尖端研究和技術(shù)開(kāi)發(fā)方面，日本擁有壓倒性的強大競爭力，因此，新的突破確實(shí)極有可能會(huì )在日本出現。

實(shí)際上，在二次電池的尖端研究方面，其他國家廠(chǎng)商的影響力并不高。例如，由三星SDI擔任主管企業(yè)的韓國國家項目WPM(World Premium Materials)從2008年就開(kāi)始以國家的名義推進(jìn)以強化相關(guān)材料為目標的開(kāi)發(fā)。但在材料領(lǐng)域，只有踏踏實(shí)實(shí)立足于基礎研究才能取得成果，基礎研究實(shí)力比日本薄弱的韓國開(kāi)發(fā)出令人震驚的新材料的可能性似乎比較低。