《财经》:宁德时代获得了大众、奔驰的全球性订购大单。这些国外车企为何愿意以较高价格购买中国动力电池?
欧阳明高:首先,宁德时代的产品质量与LG相当,甚至有时会优于LG;其次,欧洲没有大型的锂电厂商;第三,中国是这些车企的最大单一市场,比如占大众全球销量的40%;最后,中国锂电产业链的完整度比韩国完善,产业规模和发展潜力也高于韩国。
下一代电池谁能破局
《财经》:目前最热门的三元正极材料是富锂锰基,为什么它成为热点,存在哪些优缺点?
欧阳明高:富锂锰基做正极材料,是当今全球的研究热点。富锂正极材料理论放电比容量高,可以达到400mAh/g以上,电池比能量可以达到400瓦时/公斤以上。同时,可以降低对钴和镍的依赖,降低成本,尤其是钴。近期,北大的夏定国教授在实验室中合成了400mAh/g的正极,但是富锂锰基电池寿命比较短。
现在,国内外都已经做出300瓦时/公斤的富锂锰基锂电池,但寿命几百次,还不能满足车用要求,需要继续努力。富锂锰基自身电压衰减较快,在材料上需要寻求改进。其次,需要为富锂锰基匹配电压范围更宽的电解质,比如固态。
《财经》:富锂锰基产业化是否有时间表?
欧阳明高:在国家专项中,到2020年要实现811三元锂电池的产业化。同时间段,富锂锰基继续深入基础研究,因为相关项目还未结题,目前无法得出实现产业化的准确时间点,争取2025年左右。
届时被寄予厚望的富锂材料锂电池中综合对比应与811相当,甚至更优,比能量应该高于811,耐久性是对比的关键因素。如果能够成功提升耐久性,富锂材料将会成为锂电池新型可产业化的正极材料。
《财经》:大车企将固态和全固态电池列为下一步研发重点,研发难点在哪里?
欧阳明高:虽然固态电解质的研究已经是热点,但要实现全固态电池,核心是解决固体与固体的界面问题,目前仍需要添加液态电解质。未来5到10年,液体电解质比重将逐步减少,呈现由部分固态到半固态并向全固态发展的趋势。届时即使无法实现全固态,但也会接近全固态。
一旦全固态研制成功,不仅有较高的安全性,还将彻底改变电池的做法。因为固态解决了液态电池短路问题,从而可将电池进行内部串联以提升比能量。目前应该在保证耐久性的前提下,尽可能提升比能量,且固态电池还具有快充的潜力。我国不少相关研究机构和企业正在研究固态锂电池技术。
《财经》:日本在固态电池等领域的研究现状和规划如何?
欧阳明高:日本丰田对外展示过固态锂离子电池,他们宣称在2022或2023年实现产业化。但比能量还没提升,所以产业化后比能量也不会太高。
燃料电池能替代锂电池吗
《财经》:从纯电再回到燃料电池,目前这种电池发展的主要问题是什么?
欧阳明高:我国的燃料电池研究取得很大进步,燃料电池汽车在局部市场已经开始产业化。燃料电池系统性能优化,大概在2025年技术将能够相对成熟,如果实现大规模生产,成本也将下降。
当前,更应当重视的问题是氢能技术,即前端的氢燃料,比如制取、运输、储存、压缩等环节。目前大家都只关注到燃料电池系统本身。但与氢相关的技术和基础设施并不理想。比如,车载储氢技术存在以下问题:碳纤维成本高、储氢重量比较低、能量损失比较大。所以,关键是要加深对氢能相关的基础研究和技术开发,以及相关基础设施的建设。
《财经》:燃料电池补贴没有减少,是否决策者认为燃料电池发展更具有现实性?
欧阳明高:从国家整个能源系统来看(不能仅从车用角度),氢能燃料电池技术确实需要加快发展,这符合我国能源革命的需要。如果对能量要求达到一定程度,锂电池就无法满足。
但我也不同意氢是“终极能源”和氢能燃料电池车是“终极环保车”的说法。氢和电都是能源载体,并无“终极”之说。小型轿车对能量要求较低,锂电池可能发挥更大作用。所以,就新能源汽车而言,燃电与纯电将来会是共生共存。
《财经》:对于乘用车而言,未来燃料电池和纯电动的成本平衡点在哪里?
欧阳明高:有研究认为到2025年,对于中级以上轿车而言350公里里程可能会成为选择燃料电池车和电池电动车的平衡点。里程超过350公里,燃料电池成本更好;350公里以内,锂电池优势更强。
现在我国发达的高铁网路完全可以满足民众长途出行,所以对超长续航里程电动车的续期并不多。未来氢能源发展到一定程度,可以将燃料电池作为锂离子电池的增程器,通过电电混合来增加里程,并减少电池用量。