什么是锂离子电池，锂离子电池和动力电池有什么区别？
来源：宝鄂实业
2019-04-16 12:47
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中国科学院院士、中国电动汽车百人会执行副理事长欧阳明高在日前召开的中国电动汽车百人会论坛（2019）上表示，锂离子电池仍具有成为动力电池主流技术的潜质和前景，但安全性尤为重要。
以下为欧阳明高发言全文：
尊敬的万钢主席、苗圩部长、陈清泰理事长，各位同行，大家下午好！我介绍一下中国新能源汽车技术路线的展望。
我国新能源汽车技术路线经过了长时间的演变，从节能与新能源汽车到纯电驱动技术转型战略，再到新能源汽车强国战略。2018年11月，全国政协召开了“双周座谈会”，一些委员提出了一些新的建议，提出要面向2035年制定新能源汽车发展规划。我们首先从技术角度来展望一下未来的发展，我就纯电动力、混合动力、燃料电池以及电动化和新能源融合四个方面做一下展望。
第一，纯电动力的技术展望。
自2008年锂离子动力电池应用于电动汽车已经10年，实际装车产品的能量密度提高了2．5倍，实现了蓄电池领域百年来革命性的突破。2020年我们的目标是300瓦时／公斤，这是全球的共同目标，而中国也已经完全做好了准备。
从车用角度看，最重要的是体积能量密度而不是重量能量密度，锂离子电池在这个方面是最具优势的，现在的锂硫电池、锂空气电池，虽然理论重量能量密度比较高的，但体积能量密度目前还很难超越锂离子电池。在这个方面，我们认为锂离子电池具有成为动力电池主流技术的潜质和前景，但瓶颈是高比能量动力电池的安全性。2018年出现了一些安全事故，这些事故车辆使用的电池基本上是在2016年左右生产的，大概是NCM523体系。随着高镍的应用，电池的热稳定性将会变差，未来安全性风险会更大，所以必须采取手段来预防安全性问题。
首先，当前锂离子电池从单体层面完全杜绝热失控是不太现实的，我们可以从电池系统的热机电设计与控制设计来防止诱发和蔓延，即便单体出现热失控也不会发生事故。
其次，从改善电池本身安全性出发，要发展新型的固态电解质电池。最近我们与日本专家讨论，日本为应对中国和韩国电池产业的崛起，举全国之力研发下一代固态电池，每年政府经费达到50－100亿日元。美国和欧洲原有的电池产业是比较薄弱的，他们也在全力开发新一代固态电池，以实现超越。中国电池产业虽然暂时取得优势，但国际竞争压力巨大，需要全力追赶固态电池前沿技术。当前国内也有一些固态电池，但还不是全固态电池，全固态电池大规模商业化估计在2025－2030年（后以后）才会真正实现，需要我们持续的努力。
根据国内外的形势，“十三五”新能源汽车总体专家组提出了路线图的展望。总体看，电池正极发展方向是减钴到无钴，负极将是加硅，硅的含量将逐步提升，甚至是全硅。电解质要减少有机溶剂，逐步提高锂盐的浓度，但是未来可能要开发全固态电解质，但是全固态电解质目前还有很多技术瓶颈需要克服，需要逐步开展。
除了电池，大家目前关注的可能是续驶里程，解决了电池并不能解决续驶里程的全部问题，目前续驶里程已经从150公里提高到普遍300公里以上，但是客户的抱怨并没有减少，因为实际的续驶里程低于期望值。我本人也是电动车的用户，我深有感触，实际的续驶里程对气温和驾驶风格是非常敏感的。靠增大电池装载量来增加续驶里程不是根本出路，主流技术路线是提高电动汽车能效和充电便利性。
首先，在能效方面，高效电驱动系统的技术变革将会在未来5年发生，即电机驱动系统高速化、高效化、小型化，现在转速能够达到1．8万转／min，未来可能会到2万转／min；电机的体积、重量逐步减少，由于电机材料成本下降，电机成本也会下降。
其次，以碳化硅为代表的新一代高频、高效电力电子将普遍使用，这也将会支撑高速电机的发展，使电机向小型、高效、低成本方向发展。据了解，美国能源部最近提出，面向2025年极具挑战性的目标：电机达到50千瓦／L，电机控制器100千瓦／L。这个目标如果实现，将对电动车产生革命性的影响。
另外是热管理，新一代热泵空调技术已经取得重大突破，并开始产业化推广，现在已经有企业装车，这会降低对气温的敏感性，使冬季低温环境下续驶里程的损失比现在降低2／3，从30％降到10％。还有就是整车能效优化集成技术的突破，可以说电耗是整车集成技术水平最重要的指标，电动车的节能比燃油车更重要，应该采用法规来管理。日产聆风是一个标杆车型，小型车NEDC工况接近10度电／百公里，装载40－60度电可以行驶400－500公里，降低了电池的装载量。
再一个就是充电的便利性，一是充电体系的建设，二是快充技术的突破。中国是220伏的电压，非常适合小功率慢充。现在应该尽量使家用轿车都配置慢充桩，这将成为主体的供电模式，未来成为能源互联网的终端节点；10－15分钟的快速充电是必备的，但快充的定位是应急，不是主体充电的模式，快充占比大概承担15－20％。现在的350千瓦直流快充和换电代价都太大了，还不理想。预计今后5－7年，新一代与储能结合、安全可靠的快充技术将会出现，这一块创新空间很大。
面向未来，我们对电动汽车市场化路线图做一个简单展望。国内外研究显示，2025年电池系统的价格将会达到100美元／千瓦时左右，其实我国的磷酸铁锂会提前达到。基于全生命周期的成本，计算燃油汽车的价格和全生命周期的费用，燃油车和电动汽车将会持平，另外最严格的排放法规即将实施，燃油机的成本将会上升，拐点即将到来。我们认为在2025年左右，纯电动汽车性价比会实现大的突破。
特斯拉进入中国，这是当前对纯电动汽车市场最重大的事件。应该说，特斯拉的纯电动战略正在趋于成熟，它会带来重大的机遇和挑战。Modle3作为一个标杆车型，是特斯拉最成功的一个车型，也是全面进入家庭的一个车型，现在每个月量产2万台以上，尤其可贵的是它全面升级了动力系统的核心技术，包括电池、电机和智能化技术。总之，市场的开放和技术竞争将会加强技术创新，加速市场推广，加快成本下降。所以纯电动不是收缩和退出，而是抓住机遇，直面挑战。
第二，混合动力技术展望。
混合动力一般来讲是比较复杂的，尤其是对于非汽车、非发动机行业人来说，容易混淆。首先是常规混合动力，即不可充电的混合动力，日本丰田、本田、日产分别开发了代表性的深混技术，引领了国际常规混合动力的潮流。但我们也看到去年以来，日本试产串联式的日产E－power的销量和油耗可以跟普瑞斯的功率分流产品相媲美，这说明我们不一定要走功率分流的路线，对中国来讲串联相对简单。
