为什么要发展电动车?很多人都很清楚。很多人在考虑电动车是不是方向,因为现在不大容易赚钱,今年电动车的发展速度也减慢了,我个人觉得其实从很多目标来说,我们都会确定电动车一定是一个方向,出现了问题,国家会进一步思考,但是这一定是方向,大家要看重。无论是经济、社会、发展,尤其我国的汽车产业从中央来说要变成汽车强国,电动车是没有选择的一条路,必须要走,而且从全球来说也是很好的方向。对于我们国家,各个方面条件是具备的,也是一个很好的方向。
这是国际能源机构的预测,2030年得有2.2亿辆电动车,这种电动车绝大部分是纯电动车,会走进千家万户。这是发展方向。一个新产业链是复杂的体系,它要走进社会是很复杂的过程,今天电动车已经到了引入市场的转折点,现在发展慢是由于原来发展太快,但跟别的行业相比是发展快的。世界上最强的车场都已经杀入电动车了,比如说大众,在上海大众的计划,现在做的所有生产线都是混合生产线,并且逐步把电动车比例提升上去。按照规划,5年后,上海大众就不生产燃油车了,全部生产电动车,这是到了转折点,转折点的标志是传统燃油车增幅会下降,但是会保有一定的量。但是,电动车会有一个非常快的增长。这是一个行业的发展情况。
中国的增长肯定是快的,就不多说了。中国补贴退出之后,现在增长有所放缓。现在还有一些技术上的问题,包括里程、成本和安全等几个方面的问题。
全世界的科学家在能源领域,对锂电的研究是非常多的,占的比重是最大的。一个体现是全球发的文章中,在能源领域,锂电已经超过三分之一,基本上是主流的方向,有很多的体系在做。从产业链和学术界的综合来看,可能最现实的还是在现有的体系上不断的改进。像大家讲的动态电池什么时候装在车上,这个有非常大的确定性,也有可能永远不会装在车上。这是我们国家的路线图,现在300瓦/时逐渐变成主流产品,从学术界来说还有很多的研究,一个是锂电池,它发展了60年历史,但还是在实验室待着。锂电负极全球的研发力量加入,但是还没有解决一些技术问题,目前的技术进步还没有可以走向产业的阶段,基本上是处于探索。
再说价格,价格是最大的焦虑,车辆是价格非常敏感的,所以价格就非常的重要。下一阶段电池的成本会非常低,我得到的信息,C公司给主流车场的报价,2020年底,模组会是7毛钱,就会非常低了。可能很多企业就抗不住了,7毛钱怎么弄啊。平台量的提高,自然就会降低成本。价格是很重要的,价格之后就是比能量。大家会把能量看在材料上,全世界的科学家80%也是材料科学家,他们在做很多努力。作为动力电池来说,从材料、电芯、电芯工程再到模组,它对提升能量有很大的贡献。目前来看,在材料层面提高是很明显的,比如说材料200毫安时/3.7伏至300毫安时/3.7伏,这就是明显的提高。在电芯阶段还有40-50%的提高;模组的潜力很大,现在也有企业在做模组电芯,就是电芯和模组统一的设计,有企业告诉我,他们已经接近200瓦时/公斤的模组,这个也是很大的提高。早期做动力电池的时候,2007-2008年,模组是80瓦时/公斤,现在快做到近200瓦时/公斤了,会有很大幅度的提高。
从材料角度来看,有一个非常清晰的脉搏,有大家非常熟悉的材料,今天跟大家讲的有两个材料:1.红磷;2.硅碳。硅碳也是一位企业家在持续的关注,还是会有一些进步,能看到一些希望,我下面会稍微介绍一下。
我们最近发表了一篇文章,红磷在1400毫安/时/克的条件下做很好的循环,现在能达到一两千次。这个材料在做快充时,都会有很好的贡献。达到目前电池的密度情况下,厚度是需要16微米,是非常薄了。这样的话,体积:能量 和 密度:能量都会高一些,但是电压会高一些,安全也会好很多。这个材料将来会在混动电池,在平衡量要求不那么极端的情况下,做混动电池具有非常好的前景,现在也有公司在进行产业化,至少材料成本是比较大的突破。
另外一个是硅,硅是非常难做的,2000年我们开始做硅,快20年了。这个是硅的曲线,在充电过程当中有一个平台,这个平台有很多的不同项目,最近我们也做到差不多1400毫安/时/克的情况,我想也可以有非常好的循环性能,现在我们也找到了一些从科学上为什么衰减的原因。如果一些问题有突破,硅还是很有希望的。我们也测算了一下,如果单独的硅可以用的话,也能把负极的厚度可以降到十几微米,能大幅提供电池的能量。体积同样还是需要做电极工程,现在也是有方案的,材料就可以有期待了。
这是一个放电曲线,从电动车的角度来说,大家都希望开发比较理想的曲线,平衡量比较高,曲线有一定的斜度,不要像现在一样比较低的状态。这也是正极材料研发的方向,目前这个方向在汽车厂会有研发的进展,它在未来是很好的方向。
讲到电极工程,做电池的人都很熟了,我们做材料的总反应时,就可以简单推算一下正极、负极等等,在这里面最重要的一点是厚度越来越薄,如果是现有的基础上再薄,动力电池就很难做到安全,开发新的机械强度非常高,又非常薄的隔膜,这是重要的方向。这是电芯的设计,大家都很熟了,也是有很大的潜力提升。不同的电池会有不同的要求,在传热方面也是很大的挑战,这些大家都很熟了。
从科学家的角度来说,都希望颠覆性的技术来提升电池的发展,但是,实际上是很难的,因为颠覆性的技术做起来都有很多问题需要解决,是渐变式不断的发展。这么多年来,电池能量不断的提升,基本上是渐进式的发展。为什么讲这个图呢?就是很多新技术它们很难做的,你会发现一个新技术虽然很吸引人,但是真正用的时候会有很多的问题。
说到电解液的不稳定,这些都有很多的问题,综合性来看,我们今天主流的材料都是能吸收的,很多材料可以看出来,要达到很高频率的电池,你可以选择非常非常的少,从电极的层面就可以看得出来。这个是电池衰减的问题,非常非常多,要把一个电池做好非常不容易,也是很大的挑战。现在很多做房地产的要来做电池了,恒大也有这个考虑,但是这是很大的挑战,这是各种材料,目前能达到的能量情况。大家都比较熟的就不讲了。
这些都是目前研究的情况。从我个人来说,硅负极还是比较有希望的负极,可以期待。还有红磷,而且它的循环性能做的比较好,是有比较好的实用性。
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