動力電池將何去何從?三元、氫氧還是鋰氧

在我國新能源汽車產業發展過程中，動力電池產業發展路線一直以來多有爭議。目前備受推崇的鋰電池，行業不少人士認為這一領域也存在天花板。在鋰電池發展如火如荼的當今，不少企業或研究機構也在探索電池產品新的發展方向，如燃料電池和固態電池。從目前來看，這兩種電池都有自己很明顯的優點，當然存在的短板也不少。於是，針對動力電池發展路線，業界人士展開了爭論：誰才是未來的終極電池？

　　分析動力電池的現狀必須考慮研發與使用情況，對此，企業和研究機構看法並不一樣。

    電池企業進行研發注重考慮兩方面因素，一是能量密度；二是成本平衡設計。這兩條曲線與經濟學的供需曲線相似，在某個位置形成平衡點。這個平衡點的時間節點是2020年，能量密度達到300Wh/Kg，價格為1元/Wh。在這個平衡點之下，三元/石墨體系的電池會成為流行趨勢，隨著能量密度提升，矽基負極體系、固態電池等會顯示出優勢。

我國目前動力電池的研發主要考慮的是能量密度、成本、壽命三要素平衡設計，在考慮安全性、使用環境的廣泛性以及充電方面，系統設計成為引導電池設計方向的關鍵。在平衡點之下，高鎳化是提高能量密度的重要手段。

    從監控數據來看，安全性成為動力電池的首要問題，在2010～2016年間，動力電池起火事故中有67％的原因來自動力電池，充電引起的起火佔14％，其他原因佔19％。

    動力電池從磷酸鐵鋰轉向三元體系後，能量密度有了較大幅度的提高，但是，瓶頸問題依然沒有解決。燃料電池和固態電池被大家認為是未來的發展方向，為了搶佔未來的制高點，我國企業出現了較有代表性的現象：不少整車企業偏向燃料電池，動力電池企業偏向固態電池研發。

    長城汽車在電動汽車研發上步伐較慢，但一起步便瞄準了燃料電池，長城汽車宣布，2022年推出首款燃料電池車型。

    比亞迪曾是磷酸鐵鋰電池的龍頭企業，隨著技術迭代發展，比亞迪也投入到燃料電池的研發之中。

    吉利汽車也積極投入到燃料電池的研發中，目前形成了純電、混動、氫燃料電池、替代燃料四條路線。

    上汽集團是我國最早從事燃料電池汽車研發的企業，旗下上汽大通的燃料電池汽車已正式上市銷售。

與整車企業熱衷燃料電池形成鮮明對比的是，動力電池企業大多數在研發固態電池。

    我國動力電池排名前十的企業都涉足固態電池的研發之中，力神、國軒、微宏等企業都建立了研發團隊並進行了相關布局。

    與我國的情況不盡相同，國外整車企業並沒有一邊倒地選擇燃料電池。未來燃料電池車可能在日本以外遭遇困境，難以在全球範圍獲得光明前途。大眾汽車也表示正在研發續駛裡程超過1000公裡的固態電池，並將在2025年量產。

    6月13日，福特汽車表示，福特與戴姆勒正在逐步關閉一家開發汽車燃料電池技術的合資企業。雙方表示計劃在內部進行各自的燃料電池技術開發，顯然雙方的燃料電池汽車研發受阻。

    研發出全球第一款量產燃料電池汽車的豐田，也並沒有把寶全押在燃料電池上，目前，其也在積極進行固態電池研發。

    目前來看，整車企業與電池企業對未來電池的看法產生了分歧，市場上關於燃料電池和固態電池的爭論也不時傳出。

    燃料電池主要依靠氫氧化學反應，固態電池的種類較多，常見的聚合物固態電池有聚環氧乙烷（PEO）、聚環氧丙烷（PPO）、聚丙烯腈（PAN）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚偏氟乙烯（PVDF）等，這些聚合物固態電池主要進行的是鋰氧化學反應。氫氧的理論能量密度為3525Wh/Kg，鋰氧為5217Wh/Kg，兩者有較大差距。

「氫氧電池只能稱為一次電池，鋰氧電池才是可充電池。從原子量的對比也可以看出，鋰是氫的7倍，鋰氧電池體積能量密度也好於氫氧電池，從使用環境來看，氫氧電池的限制因素比鋰氧電池多。」

    儘管如此，對於氫燃料電池汽車的發展，目前，大家只關注燃料電池系統本身，與氫相關的技術和基礎設施發展並不理想。產業更應重視氫能技術，即前端的氫燃料，比如製取、運輸、儲存、壓縮等環節。