鉅大LARGE | 點擊量：863次 | 2020年07月21日
鋰電池雖好 更看好燃料電池
雖然在工藝上還有很多改進(jìn)空間，但是當(dāng)下，鋰電池無疑是當(dāng)下電動車最好的選擇，可我認(rèn)為，它并不是最終的選擇。
電池如衣服，有些好看，但是穿不了；有些不好看，但是能夠穿。
鋰電池在近20年的電池市場上，真可謂是大紅大紫。小到數(shù)碼產(chǎn)品，智能手環(huán)，中到新能源汽車，大到儲能電站，無處不見其蹤影。這是由于，鋰電池可能是唯一集功率型與能量型特點于一身且技術(shù)成熟的電池產(chǎn)品。
對于鋰電池的出身，我不再贅述，但是有一點要提，鋰電池覺得是電池史的一個奇跡，是市場與技術(shù)正協(xié)同作用的最好例證。
可以規(guī)模化生產(chǎn)的電池當(dāng)中，以鋰電池和鉛酸電池技術(shù)成熟度為鋰電池成熟度為最高，工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化最強(qiáng)。換言之，可以通過資本直接采購生產(chǎn)線，直接生產(chǎn)電池。雖然在工藝上還有很多改進(jìn)空間，但是當(dāng)下，鋰電池?zé)o疑是當(dāng)下電動車最好的選擇，可我認(rèn)為，并不是最終的選擇。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
鋰電池的三宗罪：能量上限，回收困難，安全隱患。
鋰電池的能量密度，是目前市場上最關(guān)注的問題。之所以關(guān)注，是因為它直接關(guān)系著電動汽車?yán)m(xù)航里程。但是提高能量密度卻舉步維艱，這個討論的很多，我就不贅述了。
談到回收，這個問題，我覺得是未來最需要面對和解決的問題。我曾經(jīng)做過調(diào)查，我們可以在小區(qū)的垃圾桶里撿到被遺棄的舊干電池，手機(jī)電池，但是我們從來不能撿到錢算電池。大家都知道鉛酸電池可以賣錢。這是因為鉛酸電池在失效后，至少還是30%的殘值。但是鋰電池則不然，殘值不高，這就意味著電池的回收，可能不是市場自發(fā)的行為。那么到時候誰來買單，就成了一個很現(xiàn)實的問題。如果說鈷酸鋰這樣的材料，在回收過程中，從賬面計算上還有利可圖的話，那么磷酸鐵鋰可能就需要有補(bǔ)貼才有人去做了。低成本帶來的低殘值，而造成不可循環(huán)，可能是磷酸鐵鋰技術(shù)帶來的一把雙刃劍。也許有時候，經(jīng)濟(jì)上的不可循環(huán)，比在技術(shù)上的不可循環(huán)，更加嚴(yán)重。
安全隱患，仁者見仁，智者見智。從我個人的觀點看，任何人不再在系統(tǒng)層面去討論安全，都是耍流氓。但是現(xiàn)實是，動力電池，對能力密度要求很高，對成本又相當(dāng)敏感，作為產(chǎn)品來說，在這個方向是大大投入，廠家并不討巧，不如直接告訴人家一個續(xù)航里程多高或者價格多低更加劃算。燃油車也是這樣的窘境，再出眾的安全性能，也不如空間大、外觀靚、牌子硬、油耗低、優(yōu)惠大來的實在。因為安全問題的出現(xiàn)，總會有一定的概率，花大經(jīng)歷去做一些客戶可能會感受不到的事情，未必每個廠家都會愿意。就像相機(jī)，大家關(guān)注的最多的可能就是像素，雖然像素高并不說明畫質(zhì)一定好，可能還會更差，但是市場非常接受。當(dāng)然，廠家會作一些安全測試，但是即使測試了100種情況，還會有101種情況出現(xiàn)，這就是我們所謂的意外。因此在安全問題上不能不遺余力，在新能源汽車技術(shù)仍不成熟的今天，總會有安全隱患的存在。
鋰電池的問題池解決不了，如果能解決，那鋰電池就不存在了。
很多人在不遺余力地解決著鋰電池的問題，但是實際上，我堅定的認(rèn)為：鋰電池的問題解決不了的。
2000年，我買了第一部手機(jī)，我印象很深，當(dāng)時用的是鎳氫電池。首次充電要求18個小時，還要要求用光了電在充電。以至于到2008年，有人還在問我，新買的筆記本，用不用第一次充電充12個小時？
如果用個名詞，還描述上述問題，那么大家都知道，這是電池的“記憶效應(yīng)”。而當(dāng)十年前，無記憶效應(yīng)，則是鋰電池的主要賣點之一。
有些電池的問題，可以解決，比如工藝的優(yōu)化，一致性的提高，可以通過“匠人精神”不遺余力地去解決，但是有些問題，如能量密度，則是鋰電池從基因里帶來的問題，它受元素周期律所限制，所以幾乎是不可能解決的。
鋰電池之所以存在，是因為它解決的鎳氫電池基因上帶來的問題，而鋰電池基因里的問題，也需要別的電池來解決。
燃料電池和液流電池更適合新能源汽車，起碼在形式上更合適。
除了車的技術(shù)層面，充電似乎也是一個問題。燃油汽車，加油大概在十分鐘可以完成，但是新能源汽車充電，卻要久的多。
對于這個“不便”，解決方式無非是兩種：快速充電和換電技術(shù)?？焖俪潆娂夹g(shù)帶來的問題很多，會使充電站成本增加，會使電池壽命下降，會使用電負(fù)荷增加，很多文章都有所論述。我想說說換電技術(shù)。2010年到現(xiàn)在，雖然我是個固執(zhí)的人，但是有很多觀點還是有所改變了。但是對于換電技術(shù)，我卻始終持否定的觀點。
首先，電池型號是不能統(tǒng)一。一說到工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，我最先想到的，就是PC。但是在汽車界，卻不盡然。特斯拉開放專利，不知道目的是不是想做電動汽車行業(yè)的IBM。但新能源汽車市場，并不是特斯拉一家獨(dú)大，電池成組、BMS、熱管理各家都有所長，所以統(tǒng)一幾乎是不可能。
由此引來了問題。這將意味著不同的廠家，甚至相同廠家的不同的車型，將會有不同的電池。這等同于，換電站不能通用(加油站可是通用的)。所以根據(jù)服務(wù)需求，不同廠家，要做自己的換電站。
當(dāng)然，也可以有一家服務(wù)公司統(tǒng)一完成不同品牌不同型號的電動汽車的換電服務(wù)。這將引來另一個問題，按照一輛車存100度電來計算，那么按照鋰電池的能量密度計算，單車的電池體量實際不小。所以這將受日服務(wù)量，儲存空間和換電站的充電能力，多重限制。
同時，還隱含著一個問題，就是電池的產(chǎn)權(quán)。此時，電池的產(chǎn)權(quán)可以已經(jīng)不屬于車主。因為你的電池會被更換掉。這就會帶來后續(xù)保修、維護(hù)和處置等一系列的問題。因此，可能意味著必須車電分離。
車電如果分離，那么可能因為要考慮的更換，電池和車的比例就會大于1比1。這是因為比如一輛車有一套電池在使用的同時，這輛車待換的電池也正在充電和備用。如果10輛車公用11套電池，那么就意味著電池的成本又無形中提高10%。在市場上新能源汽車當(dāng)中，一般電池所占成本的比重都很高，如果這時候電池的成本進(jìn)一步提升，那么誰來買單，就是個問題了。
所以，從第一次聽到換電技術(shù)的2010年開始到今天，我對換電技術(shù)的態(tài)度沒有什么改變：不是不可行，而是不是以大面積推廣應(yīng)用。
在這點上，燃料電池和液流電池的優(yōu)勢就很明顯了。通過充填氫氣，或者更換電解液，即可完成“充電”過程。而氫氣就像汽油一樣，只要純度合格，壓力達(dá)標(biāo)，實際上是沒有區(qū)別的。就算不同車型在壓力上有些許的區(qū)別，通過簡單的二級減壓，便可實現(xiàn)。不管技術(shù)成熟度如何，起碼在形式上更加合適。
燃料電池的三宗罪：氫產(chǎn)業(yè)鏈，貴金屬催化，管理困難。
這就回到了最開始，燃料電池，就好像是一件看上去很美的衣服，但是穿起來并不舒服。
從2006年，我便認(rèn)定，燃料電池的最核心問題，是氫產(chǎn)業(yè)鏈的問題。
杰里米里夫金先生的第三次工業(yè)革命一書中，提到了能源的五大支柱，氫能就是其中之一。在關(guān)注的燃料電池技術(shù)，我不免要問，氫從哪里來。我也曾小覷過制氫技術(shù)之端倪，但是很遺憾，即使有產(chǎn)業(yè)，但是并沒有產(chǎn)業(yè)鏈。
石油之所以能統(tǒng)治能源，完全歸功于石油產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。除了我們熟悉的汽油和柴油，無數(shù)種工程材料，日化產(chǎn)品，都是石油為原材料。石油分離出的主產(chǎn)品和各個副產(chǎn)品，不但分?jǐn)傊系某杀荆赜绊懼鱾€行業(yè)。
舉個例子，在東北建了很多風(fēng)電場，但是出力卻不多，尤其是在冬天，還是以火電為主。原因很簡單，火電廠有一個重要的副產(chǎn)品：熱。如果使用風(fēng)力發(fā)電，肯定能節(jié)能減排，東北冬天的空氣也會清新很多，但是供暖卻無法解決。這就是我所理解產(chǎn)業(yè)鏈，不知道和經(jīng)濟(jì)學(xué)里專業(yè)的定義有沒有不同，所謂產(chǎn)業(yè)鏈，就是在生產(chǎn)和使用過程中的所有環(huán)節(jié)，都有人去負(fù)責(zé)，不論是使用、回收或者二次開發(fā)。
當(dāng)今，我們對石油的依賴，并不僅僅是汽油，雖然他是比重最大的。轉(zhuǎn)過來看，不管是上游的制氫企業(yè)，還是下游的用氫終端用戶，并沒有實現(xiàn)真正的聯(lián)系。在如果用戶僅是使用燃料電池的新能源汽車，我想這個產(chǎn)業(yè)鏈并不會發(fā)展得很快。因為這種供求雙方過于單一了，誰來做燃料電池車，誰來建設(shè)加氫站，屆時又是一輪求補(bǔ)的呼聲。很難產(chǎn)生市場與技術(shù)相會催化的正協(xié)同作用。
說完產(chǎn)業(yè)鏈，再說說第二宗罪：貴金屬催化劑。
燃料電池使用貴金屬催化劑，是一個老生常談卻不能不談的問題。因為我認(rèn)為它是限制燃料電池發(fā)展的天花板之一?？赡苋剂想姵氐膶＜視f，燃料電池的成本不是催化劑，這點我很清楚，但是我仍要說它是燃料電池的天花板，是基因里帶出來的缺陷。
在我看來，世界上有兩種高成本材料，第一種是工業(yè)化不足，第二種是資源稀缺的。對于其產(chǎn)，通過規(guī)?；图夹g(shù)進(jìn)步，可以大大降低成本，比如燃料電池的成本最高的雙極板。而對于后一種，規(guī)?；螅瑤淼氖浅杀镜纳仙?。這就如果鎳氫電池的產(chǎn)量會左右鎳鈷礦石的價格一樣。貴金屬催化劑就屬于后一種。
鉑對于老百姓來講，是一種奢侈品，而不是必需品。工業(yè)上，也是用于如電極、傳感器這樣的小眾的產(chǎn)品。如果一旦鉑變成了民用級產(chǎn)品，龐大的需求，會大大抬高它的價格。也就是說，燃料電池未來的成本呢，是不可估量的。雖然有專家信誓旦旦的說Miria上市，解決了貴金屬催化劑的問題，雖然我看到了豐田將貴金屬催化劑的實際產(chǎn)品上的用量，推向新低。雖然我承認(rèn)，在技術(shù)上相當(dāng)逆天，但是如果想大規(guī)模使用，可能還不夠低。
燃料電池的第三宗罪：我稱之為管理困難
管理困難是相對鋰電池而言。燃料電池也好，液流電池電池也好，在管理上都比鋰電池鉛酸電池復(fù)雜一個緯度。如果我把鋰電池定義為二維管理，即溫度場和電場的話，那么燃料電池則是三維管理，即電場、溫度場、流場。因此管理相當(dāng)復(fù)雜。
有人把燃料電池的管理，稱之為水熱管理，這是很有道理的。舉例說明，眾所周知，燃料電池的反應(yīng)是氫氧生成水，這個水就大有學(xué)問，首先水對于燃料電池來說是必須的，因為質(zhì)子交換膜必須在濕潤的環(huán)境下才能工作，而燃料電池的工作溫度是60攝氏度，膜中的水分很難保持，需要人為加濕或者用反應(yīng)產(chǎn)生的水來補(bǔ)充。這個水的量就很難控制了：如果水少了，膜會因為脫水而使電池內(nèi)阻迅速上升，如果水多了，也會因為電極“水淹”使得電池放電能力迅速下降，正所謂多了不行，少了也不行。更何況電池的輸出和環(huán)境溫濕度也是在不停的變化的，如何在一個電堆中恰到好處的控制，困難之極。諸如此類，燃料電池從基因里帶來的管理困難還有不少。所以，雖然燃料電池比鋰電池的控制僅僅多了一個緯度，但是控制難度卻多了幾個數(shù)量級。
沒有一種電池沒有問題；也沒有一種電池，能解決所有的問題。找到自己的應(yīng)用場景，甚至多種電池聯(lián)合使用，才是王道(老張，2014年某峰會)。
我很少參與鋰電中鐵鋰與三元之爭的嘴仗，因為永遠(yuǎn)沒有結(jié)論。大家只是在維護(hù)商業(yè)利益，而不是技術(shù)之爭。這就如同在爭論學(xué)校的校醫(yī)，和三甲醫(yī)院的主治醫(yī)師，哪個好一樣。如果說強(qiáng)，主治醫(yī)師必然獲勝，但是校醫(yī)不花錢、不排隊、隨時隨地能給學(xué)校的孩子處理緊急或不太緊急的狀況，所以主治醫(yī)師永遠(yuǎn)代替不了校醫(yī)，反之亦然。
這個例子，其實也就是說明了應(yīng)用場景的重要。在我和別人說燃料電池更適合新能源汽車的時候，經(jīng)常被人曲解。我從不認(rèn)為鋰電池不適合新能源汽車，而是鋰電池不適用于所有的新能源汽車。在某一細(xì)分市場，可能更合適一些，比如現(xiàn)在正在熱議的低速電動車。
在此，我想再多啰嗦一句：即使今天，那些被鋰電池的“淘汰”的鎳氫電池和鉛酸電池仍在市場是大量的應(yīng)用。雖然有短處，但是也必然會有長處，揚(yáng)長避短，與市場需求磨合即可。因此鋰電池的問題也沒必要去回避，只要在自己合適的應(yīng)用場景來發(fā)展，便會有很大的市場。
從形式上，燃料電池更適合于新能源汽車。但是技術(shù)上，還有很多問題要解決，而且是很難解決。燃料電池是最古老的電池，比鉛酸的歷史還要悠久。一百多年都沒完成的事業(yè)，要想在幾年內(nèi)完成，還真是需要有兩把刷子了。
科學(xué)是技術(shù)的天花板，只有科學(xué)進(jìn)步了，天花板上移了，技術(shù)才有發(fā)展空間。但是科學(xué)不是發(fā)明，而是發(fā)現(xiàn)，需要準(zhǔn)備，需要運(yùn)氣，更需要持之以恒。如果科學(xué)家都去做工程師的活兒了，天花板不動，即使齊天大圣一樣的神通，再怎么折騰，也跳不出如來的五指山(這段是感慨，也是牢騷，看官請無視)。
最后，我想引用2006年某教授說的一句話作為結(jié)尾：“燃料電池肯定要火，但是是五年還是五十年，就不好說了”。如果當(dāng)時看燃料電池的技術(shù)真要再等50年，那么以過去10年，我們可能還要再等40年。
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