动力电池路线之争何时休？技术创新才是王道（二）

性能难以满足需求是矛盾根本所在

回看锂离子电池发展历史，不管是以手机、笔记本电脑、平板电脑等消费电子产品为主要应用领域时期代，还是当前逐步以动力电池为主要应用领域时期，正极材料的路线之争始终伴随左右，其根本原因在于在于没有哪一种正极材料的性能能够满足当前市场需求，尤其是汽车动力对于锂离子电池的需求。在2007年左右消费电子领域锂离子电池路线之争基本平息，原因在于各种正极材料的锂离子电池基本能够满足市场需求，这时电池的性价比决定了哪种材料会占据市场主导地位，市场在路线选择上开始发挥决定性作用。

当前，锂离子动力的正极材料之争主要在三元材料和磷酸铁锂之间展开。富锂锰酸锂也逐步呈现出一定竞争力，但由于技术以及产业化限制，市场关注度还比较低。就三元材料和磷酸铁锂来说，各自存在较为明显的缺点。三元材料的突出问题在于循环寿命和安全性，磷酸铁锂则受制于容量偏低、低温性能较差。2016年这次路线之争的起因就在于搭载三元材料锂离子电池的电动大巴或电动公交车发生了几次火灾，由于电动大巴或电动公交车搭载人数较多，为避免出现重大安全事故，工业和信息化部装备工业司做出了“暂停三元锂电池客车列入新能源汽车推广应用推荐车型目录”的决定。对于这一决定，这里不做讨论。

目前，困扰纯电动汽车发展的两大难题：一是续航里程，绝大部分纯电动汽车的续航里程不足300公里，一次充慢电耗费时间超过4小时以上，造成了电动汽车的便捷性大打折扣，远远不如燃油汽车或者插电式混合动力汽车；二是安全性，目前纯电动汽车的安全性难以保证，在正常运行或者充电过程中起火事件时有发生，除了动力电池自身因素外，电源管理系统也是重要原因。可以看出，不管是三元材料还是磷酸铁锂的锂离子动力电池，都无法解决纯电动汽车当前发展面临的难题。尽管磷酸铁锂在安全性方面具有优势，但从长远看，磷酸铁锂的理论容量限制了锂离子电池的实际容量，难以达到我国设置的2020年200Wh/kg的目标。因此，讨论磷酸铁锂和三元材料的路线之争对于锂离子动力电池发展并无实际意义。



技术持续创新才能占据动力电池发展制高点

在过去的30年里，锂离子电池发生了翻天覆地的变化。形状上，从最初的方形到后来的圆柱形，再到软包电池。容量上，从最开始一块手机用锂离子电池的容量不足500mAh到现在一块手机用电池的容量就达到4000mAh，而应用于电动汽车的单体电池容量超过100Ah。主要材料方面更是突飞猛进，正极材料从钴酸锂到富锂锰酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、磷酸铁锂等，现在还有更高电压的磷酸锰锂（LiMnPO4）、磷酸钴锂（LiCoPO4）等；负极材料最初以天然石墨、中间相碳微球等材料为主，后来扩展到人工石墨、石油焦、碳纤维、热解树脂碳等碳素材料以及钛酸锂，其他尚未产业化的材料还包括锡基负极材料、合金类负极材料、含锂过渡金属氮化物负极材料等；电解液从液态扩展到聚合物，以及现在非常热门的固态电解液；隔膜主要使用聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃微孔膜，其他隔膜种类包括聚偏氟乙烯（PVDF）、纤维素复合膜、聚酰亚胺膜（PI）、纳米纤维隔膜等。应用领域上，从最初使用的手机，拓展到笔记本电脑等消费电子产品，到现在已经深入生活的各个领域，包括电动工具、电动玩具、电动自行车、电动汽车等。每一次变革，都代表一次技术创新，持续不断的技术创新是推动锂离子电池进步的根本力量。

就如今动力电池发展情况看，三元材料和磷酸铁锂的路线之争并不能决定今后锂离子电池的发展路线，更不能决定动力电池的发展方向，技术进步才是最终的主导力量。就近年来动力电池的研究进展看，锂离子电池尽管暂时占据了优势，但前景并不明朗，氢燃料电池、金属燃料电池、铝离子电池、有机回流电池、双碳电池等新型电池技术未来都有可能对当前动力电池市场造成根本性影响。对于众多锂离子动力电池生产企业而言，只有不断推动技术创新，才能抢占未来动力电池发展制高点，在激烈市场竞争中立于不败之地。笔者建议：

一是积极布局新型电池技术，抢占未来发展先机。积极整合各方资源，结合已有基础，重点对金属燃料电池、铝离子电池、有机回流电池等新型电池技术开展布局。同时，发挥市场在资源配置中的决定性作用，构建以我为主体的创新联盟，积极推动新型电池技术产业化，抢占动力电池发展先机。

二是加快锂离子电池发展步伐，抢占智能终端、新能源汽车行业制高点。利用我国大力推广电动汽车的良好机遇，进一步加快锂离子电池发展步伐，加强关键材料制备技术研究，突破电池成组技术瓶颈，推进全自动化生产设备研制，加强石墨烯、超级电容器、纳米技术等新技术与锂离子电池的融合创新，加快低成本、高比能量、安全可靠锂离子电池规模化生产，打造具有国际竞争力的锂离子电池产品，抢占当前智能终端、电动汽车发展制高点。