美國電動(dòng)汽車生產(chǎn)公司TSLA公布第一季度財(cái)報(bào)稱，公司成立10來年首次實(shí)現(xiàn)了季度贏利。但就整體低迷的電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)而言，TSLA只是近年來少有的亮麗風(fēng)景，動(dòng)力鋰電仍是發(fā)展電動(dòng)汽車的最大困擾。那么，動(dòng)力鋰電從提出到實(shí)踐、再到產(chǎn)業(yè)化已超過20年時(shí)間，到目前為何還是"動(dòng)力不足"?其根源在哪里?深入分析這些問題，有關(guān)促進(jìn)我國動(dòng)力鋰電產(chǎn)業(yè)以及電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)快速健康發(fā)展具有重要意義。

動(dòng)力鋰電是制約電動(dòng)汽車發(fā)展的核心因素

電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程已由當(dāng)初的不到100公里上升至當(dāng)前主流的300公里。

盡管世界各國都高度重視電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)，并以稅收優(yōu)惠、購車補(bǔ)貼、貸款支持等政策大力扶持產(chǎn)業(yè)發(fā)展。然而，消費(fèi)市場對此卻反應(yīng)冷淡。到目前為止，還沒有一個(gè)國家的電動(dòng)汽車保有量能夠達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。以美國為例，2012年，電動(dòng)汽車銷量約5.3萬輛，和2011年的1.75萬輛相比增速迅猛，但和美國汽車市場高達(dá)1449萬輛的總銷量相比，電動(dòng)汽車占比還不到0.5%。2013年電動(dòng)汽車保有量將突破10萬輛，但和2015年100萬輛的目標(biāo)相距還很遙遠(yuǎn)。消費(fèi)市場的疲軟直接導(dǎo)致了電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展緩慢。影響電動(dòng)汽車銷售的三大重要因素全都和作為動(dòng)力來源的動(dòng)力鋰電相關(guān)。

(一)續(xù)航里程短限制了電動(dòng)汽車的推廣范圍

過針刺 低溫防爆18650 2200mah

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%

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隨著技術(shù)的不斷成熟，動(dòng)力鋰電的性能不斷提升。以動(dòng)力鋰電作為動(dòng)力源的電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程已由當(dāng)初的不到100公里上升至當(dāng)前主流的300公里左右，個(gè)別車型的續(xù)航里程突破了400公里。但和當(dāng)前燃油汽車的主流行駛里程500公里相比還有一定差距。另外，電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程的新增，除技術(shù)進(jìn)步之外，還有一個(gè)不可忽視的因素就是動(dòng)力鋰電的數(shù)量新增。在延長續(xù)航里程的同時(shí)，也附加了不菲的代價(jià)：一是電動(dòng)汽車整車重量大幅增重;二是電動(dòng)汽車成本新增;三是電動(dòng)汽車安全性降低。

(二)充電速度慢制約了電動(dòng)汽車的便捷使用

行駛里程短可以通過大范圍、密集的充電設(shè)施予以解決，但動(dòng)力鋰電充電較慢是電動(dòng)汽車發(fā)展更大的制約。在正常速度下，電動(dòng)汽車的動(dòng)力鋰電完全充滿要4～8小時(shí)。假如加快速度，可以在1～2小時(shí)內(nèi)充滿，但會影響動(dòng)力鋰電的性能及壽命。有實(shí)驗(yàn)證明，假如一直采用快速充電，動(dòng)力鋰電的壽命會驟減至原來的1/3，且電池性能會顯著下降，安全事故發(fā)生概率也將大大新增。燃油汽車則不存在這些問題，加油時(shí)間不超過5分鐘，安全性和穩(wěn)定性都能得到保證。

(三)安全事故頻發(fā)極大影響了消費(fèi)者的購買熱情

自鋰電池誕生以來，安全問題就一直困擾消費(fèi)者。從手機(jī)、筆記本，到如今的電動(dòng)汽車，安全事故不斷發(fā)生。自2010年以來，電動(dòng)汽車因動(dòng)力鋰電造成的起火事件時(shí)有發(fā)生。除了日產(chǎn)和TSLA的電動(dòng)汽車還未有起火報(bào)道外，我國的眾泰和比亞迪、美國的通用和菲斯克的電動(dòng)汽車均有自燃或起火事件發(fā)生。僅美國菲斯克汽車公司因動(dòng)力鋰電缺陷召回的汽車就超過2500輛。安全事故頻頻發(fā)生，極大影響了消費(fèi)者對購買電動(dòng)汽車的熱情，也成為影響以鋰電為動(dòng)力的電動(dòng)汽車市場發(fā)展的最大阻礙。在動(dòng)力鋰電安全問題未能得到妥善解決的前提下，電動(dòng)汽車想要大規(guī)模普及無疑是相當(dāng)困難的。而且，如何保證各廠商動(dòng)力鋰電的型號一致、性能一致且不存在安全隱患，也是我國發(fā)展電動(dòng)汽車的關(guān)鍵所在。

無人船智能鋰電池

IP67防水，充放電分口 安全可靠

標(biāo)稱電壓：28.8V
標(biāo)稱容量：34.3Ah
電池尺寸：(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域：勘探測繪、無人設(shè)備

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此外，動(dòng)力鋰電價(jià)格過高已成為制約電動(dòng)汽車市場發(fā)展的重要因素之一。和同類型、同檔次的燃油動(dòng)力汽車相比，電動(dòng)汽車的價(jià)格一般是燃油汽車的兩倍以上。

正極材料性能不足致電動(dòng)汽車"動(dòng)力不足"

有關(guān)只有幾個(gè)或者幾十個(gè)單體鋰電池的成組，電池管理技術(shù)已經(jīng)較為成熟。

為了應(yīng)對能源危機(jī)、推動(dòng)電動(dòng)汽車發(fā)展，世界各國紛紛投入大量資金用于動(dòng)力鋰電的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。2009年以來美國能源部投入超過20億美元支持以鋰電池為主的先進(jìn)動(dòng)力鋰電池研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。日本在2011年前已投入超過400億日元用于先進(jìn)電池技術(shù)研究。我國的"863"計(jì)劃也有電動(dòng)汽車重大專項(xiàng)，投入資金超過10億元。這僅僅是政府研發(fā)投入，還不包括公司的研發(fā)投入和產(chǎn)業(yè)投資。投入不可謂不大，但動(dòng)力鋰電的發(fā)展卻不盡如人意。直到2012年年底，動(dòng)力鋰電占整個(gè)鋰電池市場份額尚不足3%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于預(yù)期。影響動(dòng)力鋰電發(fā)展"動(dòng)力不足"的因素不少，但目前重要體現(xiàn)在以下3方面：

(一)正極材料成為動(dòng)力鋰電發(fā)展瓶頸

根據(jù)美國先進(jìn)蓄電池協(xié)會(USABC)2005年公布的電動(dòng)汽車動(dòng)力鋰電池性能指標(biāo)，比能量要達(dá)到200Wh/kg，比功率要達(dá)到400W/kg，循環(huán)壽命要超過1000次，價(jià)格低于100美元/kWh。而當(dāng)前動(dòng)力鋰電的比功率已經(jīng)超過400W/kg，循環(huán)壽命也基本超過1000次，但比能量在180Wh/kg以下，價(jià)格還在300美元/kWh以上。影響動(dòng)力鋰電池關(guān)鍵指標(biāo)無法達(dá)到要求的關(guān)鍵在于正極材料。一是當(dāng)前幾種常用的正極材料鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰和三元材料的實(shí)際比能量均低于180Wh/kg。二是正極材料的價(jià)格較高，在鋰電池的成本構(gòu)成中，正極材料占比高達(dá)30%～40%，這也使得動(dòng)力鋰電的價(jià)格居高不下。三是正極材料本身特性決定了鋰電池充電時(shí)間不能過快，否則就容易造成正極材料結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，進(jìn)而導(dǎo)致電池性能急劇下降。

(二)電池管理技術(shù)有待進(jìn)一步提高

單體鋰電池的容量都不大，不能滿足動(dòng)力需求，往往將多個(gè)單體鋰電池通過串并聯(lián)方式成組，這就涉及到電池管理技術(shù)。經(jīng)過多年的發(fā)展，有關(guān)只有幾個(gè)或者幾十個(gè)單體鋰電池的成組，電池管理技術(shù)已經(jīng)較為成熟。然而電動(dòng)汽車用動(dòng)力鋰電通常單體電池?cái)?shù)量超過1000個(gè)，比如TSLA汽車的鋰離子動(dòng)力鋰電池采用的單體電池?cái)?shù)量超過了6000個(gè)。如此龐大的數(shù)量給電池管理技術(shù)帶來了極大的挑戰(zhàn)，也給動(dòng)力鋰電池組安全乃至電動(dòng)汽車安全埋下隱患。

(三)產(chǎn)品安全存在結(jié)構(gòu)性缺陷

就當(dāng)下占據(jù)主流的鋰電池而言，其結(jié)構(gòu)重要包括正極材料、負(fù)極材料、隔膜和電解液。電解液的重要成分為有機(jī)溶劑和電解質(zhì)(鋰鹽)，其中現(xiàn)階段廣泛應(yīng)用的有機(jī)溶劑為碳酸酯系列(包括環(huán)狀碳酸酯如EC、PC和鏈狀碳酸酯如DMC、MC)，而這些都屬于易燃物。在鋰電池受到劇烈沖擊或者電池溫度過高時(shí)，電解液極易燃燒，很可能造成電池起火以及更為嚴(yán)重的安全事故。

另外，在鋰電池生產(chǎn)過程中，盡管自動(dòng)化程度較高，但人工處理環(huán)節(jié)仍然不少，這一點(diǎn)在我國鋰電池生產(chǎn)公司中更為顯著。這些人工環(huán)節(jié)雖然不會給單體鋰電池帶來安全隱患，但在一定程度上會造成單體鋰電池出現(xiàn)不一致，從而給電池管理帶來不確定性，新增電池管理難度，成為動(dòng)力鋰電的安全隱患。