7月2日一項新的電池制備技術通過了中國高科技產(chǎn)業(yè)化研究會和中國機械工業(yè)聯(lián)合會組織的科技成果評價和產(chǎn)品鑒定。在容量方面與常用的車用電池相比，單位重量下磷酸釩鋰電池的容量要高26%左右，未來將有希望提高到40%至60%左右，而另有消息稱這一電池預計今年年底前在黑龍江省正式投產(chǎn)。

這項名為“方形軟包裝5Ah磷酸釩鋰/石墨鋰離子電池”的新技術是由天津大學、哈爾濱遠方新能源汽車動力電池有限公司和黑龍江遠方新能源科技開發(fā)有限公司共同完成的。

專家認為，這項技術在電池低溫性能等方面達到了國內(nèi)領先和國際先進水平，將大大提高新能源純電動汽車的續(xù)航里程、低溫行駛、安全性等方面的技術水平。

天津大學教授唐致遠表示，與常規(guī)使用電池相比，以磷酸釩鋰為正極材料的鋰離子電池有著容量高、安全性好、使用壽命長以及低溫性能優(yōu)異等特點。

目前，在市場中使用較多的就是正極材料為鈷酸鋰、錳酸鋰、三元材料和磷酸鐵鋰的電池。這些電池雖各有優(yōu)勢，但卻有一個共同的缺點：安全性差。

電動汽車電池爆炸或燃燒的現(xiàn)象時有發(fā)生，而鋰離子電池要想在電動汽車領域得到廣泛應用，安全性是必須首先解決的問題。

值得關注的是，該產(chǎn)品已經(jīng)過了針刺實驗。

天津大學教授唐致遠介紹說，針刺實驗是用大型的鋼針在電池工作狀態(tài)時直接刺入電池，人為造成瞬間短路，其模擬的就是新能源汽車在極端狀態(tài)下突然收到強烈撞擊，電池收到嚴重損壞時的狀態(tài)，屬于最極端的電池損壞狀態(tài)。在這種狀態(tài)下，目前在用的很多電池會因為急速產(chǎn)生的熱能而發(fā)生燃燒或者爆炸，但磷酸釩鋰電池只是電解液受熱后汽化放出輕微白煙而已，不會有安全問題。

另外，磷酸釩鋰電池還有一個突出特點，就是低溫性能非常優(yōu)秀。根據(jù)國家標準，在零下20度的環(huán)境條件下，能放出70%的電，即為合格電池。

磷酸釩鋰電池的檢測結果顯示，在零下30度的環(huán)境條件下，能夠放高達81%的荷電量，是目前同類產(chǎn)品中低溫性能最好的一款鋰離子電池。

而據(jù)介紹，該款電池在高溫情況下放電性能也顯示良好，其檢測結果顯示在55度的環(huán)境條件下，能放出93%的荷電量。

這將大大降低由于溫度環(huán)境的改變而給電動車帶來的續(xù)航里程等方面的影響。

專家委員會認為，該技術成果顯著提高了電池的熱穩(wěn)定性、安全性和循環(huán)壽命，特別是在改善電池的低溫放電性能上取得了突出進展，達到了國內(nèi)領先和國際先進水平。

這種新能源電池可廣泛應用于電動工具、電動自行車、電動摩托車、電動汽車、航天特種和生產(chǎn)等，特別適合中國北方寒冷地區(qū)的使用。

目前我國新能源汽車采用的電池成分不一，而近日一度傳出“暫停三元鋰電池客車列入新能源汽車推廣應用推薦車型目錄”無疑引發(fā)了新能源制造商和動力電池制造企業(yè)的行業(yè)“巨震”。

有評論指目前包括北汽、江淮、吉利、南京金龍等大部分國內(nèi)自主品牌都已經(jīng)推出采用三元鋰電池的新能源車型。有行業(yè)研究機構預測，到2017年，三元鋰電池市場占比將達到50%。一旦“暫停三元鋰電池客車列入新能源汽車推廣應用推薦車型目錄”真正執(zhí)行，剛剛度過的動力電池緊缺荒將再度來襲。

而新能源汽車的大躍進式發(fā)展，無疑又推動了電池行業(yè)的噪動。

本月8日，國內(nèi)最早進入石墨烯領域的上市公司之一東旭光電推出了世界首款石墨烯基鋰離子電池產(chǎn)品——“烯王”。其在滿足5C條件下，可實現(xiàn)15分鐘內(nèi)快速充放電，是普通充電產(chǎn)品的1/24，而且能在-30~80℃環(huán)境下工作，循環(huán)壽命更高達3500次左右。

東旭集團有限公司董事長、東旭光電董事長李兆廷當時表示：“‘烯王’的問世標志著東旭光電的石墨烯產(chǎn)業(yè)正式從實驗室邁入了產(chǎn)業(yè)化階段。”

隨后東旭光電與泰州市新能源產(chǎn)業(yè)園區(qū)管委會簽署了投資額達5億元的“烯王”產(chǎn)線落地協(xié)議，有消息稱東旭光電與美國凱途能源公司等下游應用端廠商也簽署了研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化合特種略協(xié)議。

新能源車在世界范圍內(nèi)正興起一股代替?zhèn)鹘y(tǒng)燃油車的轉(zhuǎn)型浪潮，而眾多冒險者一直希望電池行業(yè)能夠復制當年IT行業(yè)的摩爾定律，不過在漫長的研發(fā)路上，電池行業(yè)不可能實證芯片曾經(jīng)創(chuàng)造的傳奇，電池的電容量以每年5%的速度增長已是技術的極限。

在層出不窮的技術突破背后有著政府資金扶持的蛋糕誘惑，在我們看到這些振奮人心的消息時，自然希望這些實驗室的產(chǎn)品盡快商業(yè)化接受市場的檢驗。

最后我們從化學的角度來分析一下磷酸釩鋰電池的秘密

磷酸釩鋰的結構

在人們研究磷酸釩鋰的結構時發(fā)現(xiàn)，磷酸釩鋰具有單斜和菱方兩種晶型。由于單斜結構的磷酸釩鋰具有更好的鋰離子脫嵌性能，因此人們研究較多的是單斜結構的磷酸釩鋰。單斜的磷酸釩鋰擁有三維骨架結構，鋰離子存在于三維網(wǎng)狀結構的空穴處，每個晶胞由4個(VO6)2(PO4)3單元構成，這其中的每個單元包含了3個Li+離子晶體，以及每個晶胞里面的12個鋰離子。

由于VO6八面體被聚陰離子基團PO4分隔開來，導致單斜結構的磷酸釩鋰材料的電子電導率只有10-7S/cm數(shù)量級，遠低于金屬氧化物正極材料鈷酸鋰的10-3S/cm和錳酸鋰的10-5S/cm。不難看出由于它內(nèi)部特殊晶體結構的存在，使得磷酸釩鋰電池在高低溫下都很好的放電性能。

磷酸釩鋰的合成

單斜結構的磷酸釩鋰材正極材料的主要合成方法有：高溫固相合成法、碳熱還原法和熔膠凝膠法等。磷酸釩鋰材料的高溫固相合成方法是用純氫氣或以氫與氬混合氣作為還原劑，在850℃左右高溫下把含五價釩的V2O5還原成含三價釩，生成磷酸釩鋰。并且與軟化學方法相比，高溫固相法更易實現(xiàn)工業(yè)化。

最后，我們來進行一下新能源車常用電池的對比。

鉛酸電池

鉛酸電池作為比較成熟的技術，因其成本較低，而且能夠高倍率放電，依然是唯一可供大批量生產(chǎn)的電動車用電池。但是鉛酸電池的比能量、比功率和能量密度都很低，以此為動力源的電動車不可能擁有良好的車速及續(xù)航里程。由于技術的不斷革新，該電池目前已經(jīng)被新一代電動汽車所淘汰，而被更多地應用到廉價的電動自行車上。

鎳鎘電池和鎳氫電池

鎳氫動力電池剛剛進入成熟期，是目前混合動力汽車所用電池體系中唯一被實際驗證并被商業(yè)化、規(guī)模化的電池體系。雖然性能好于鉛酸電池，但含有重金屬，使用遺棄后對環(huán)境會造成污染。該電池應用在第4代普銳斯車型上面，鋰電池組版本僅有56Cells，而鎳氫電池組則有168個Cells，這也是豐田表示其成本相去甚遠的原因。

磷酸鐵鋰電池

磷酸鐵鋰電池也是一種鋰電池，其能量不到鈷酸鋰電池的一半，但是其安全性高，循環(huán)次數(shù)能達到2000次，放電穩(wěn)定，價格便宜，成為車用動力新的選擇。該電池大多數(shù)運用在國產(chǎn)汽車上，像我們熟知的品牌比亞迪和北汽紳寶都使用的是磷酸鐵鋰電池。