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新能源汽車動力電池進入“快跑”階段

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近來,多家國內外車企都在加大對燃料電池的研發力度。最新的例子是,5月13日,豐田汽車發布聲明稱與馬自達簽署合作備忘錄,實現雙方商品、技術的互補。消息人士透露,雙方在技術領域的合作將主要涉及加速燃料電池研發。
       這意味著,燃料電池技術將從豐田一家企業主推擴充至日系陣營,進一步加速燃料電池的發展。分析指出,除了燃料電池技術的突破,以鋰電池為代表的動力電池也進入了高速發展期,技術正加速成熟,并直接支撐新能源汽車銷量的猛漲。
燃料電池汽車成熱點
       據了解,豐田與馬自達將在燃料電池領域強化合作,主要應對各區域市場不斷強化的排放法規。這是豐田向市場推出第一款燃料電池汽車Mirai之后,又一車企加入燃料電池技術的研發陣營。
       事實上,燃料電池并非新興事物,早在上世紀90年代,市場便興起過一輪發展高潮,其采用鉑金屬作為催化劑的質子交換膜燃料電池,具有發電效率高、輸出比功率高、壽命長、噪音低、可室溫啟動等諸多優點。
       按照工作原理,燃料電池其實是一個發電裝置,而非電能處處裝置,其所需的燃料是“氫氣”。氫氣由燃料電池陽極進入,空氣由陰極進入,經過催化作用后,質子被氧吸收至電池薄膜另一邊,電子則形成電流,到達陰極,借此形成電壓驅動電機,實現車輛的正常行駛。
       據悉,燃料電池汽車是新能源汽車發展的主要方向之一,多國正在加大投入爭奪市場。其中,我國剛剛出臺的《關于2016~2020年新能源汽車推廣應用財政支持政策的通知》中,在電動車補貼力度到2020年下滑40%的大背景下,燃料電池汽車補貼則不實施退坡機制。
       目前,大眾、現代、通用、豐田、上汽等多家國內外車企都在加大對燃料電池的研發力度。今年1月份,豐田宣布向全球免費開放了5680項有關燃料電池的專利技術,包括了燃料電池、高壓氫罐已經相關控制軟件系統等等,試圖加速燃料電池的普及。
       不過,大眾汽車相關人員也坦言,燃料電池作為汽車電氣化戰略的重要組成部分,要想短時間取得實質性突破,存在很大難度。
動力電池技術多點開花
       分析指出,燃料電池技術雖為未來新能源汽車重點開拓技術,但現階段新能源汽車使用的動力電池,正呈現出多點開花之勢。
       目前,大部分新能源汽車使用的動力電池以鉛酸電池技術、鎳氫電池技術、鋰電池技術為主。
       其中,鉛酸電池技術最為成熟,生產成本較低,放電效率不錯,已實現大批量生產。然而,鉛酸電池有明顯的短板,能量密度、比能量與比功率相對較低,無法達到理想的通勤距離,直接制約著該電池技術在新能源汽車領域的使用。
       而鎳氫電池也進入就了成熟期,是混合動力車型電池中被大規模商業化運行的電池技術。數據統計,現有混合動力車型中,鎳氫動力電池市場份額高達98%以上,豐田普銳斯、本田思域插電式混合動力車均使用了鎳氫電池。
       “從動力電池發展趨勢來看,鋰電池才是未來的主力軍,各個車企均將鋰電池的開發作為新能源汽車的主攻方向。這包括磷酸鐵鋰、鈷酸鋰、錳酸鋰、三元材料等等。”一名日系品牌的技術人員表示,這主要是鋰電池的工作電壓高,是鎳鎘電池氫-鎳電池的3倍;比能量可達165WH/㎏,是氫鎳電池的3倍;加上體積小、質量輕、循環壽命長、自放電率低等特點。
       目前,寶馬i3、日產leaf、特斯拉ModelS、通用Volt與福特Focus EV等車型,均使用了鋰離子電池技術。而我國比亞迪新款E6則有望搭載磷酸鐵錳鋰電池,該電池突破了傳統磷酸鐵鋰電池的能量密度限制,達到了三元材料水平(約為150Wh/Kg),效率提升了60%。
電池回收體系亟需搭建
       電池技術的高速發展,直接推動了新能源汽車快速發展。數據顯示,4月份,我國新能源汽車生產9060輛,同比增長1.5倍;而前4月我國新能源汽車累計生產3.44萬輛,同比增長近3倍。
       不過,高速發展的新能源汽車也帶來了另外的煩惱,未來動力電池大量回收將是不得不面臨的問題。據預測,按現在新能源汽車發展速度估算,今年動力鋰電池累計報廢量將達到2萬至4萬噸,到2020年更是達到了12萬至17萬噸。
       目前,我國僅在《節能與新能源汽車產業發展規劃(2012-2020年)》中明確提出,要制定動力電池回收利用管理辦法,建立動力電池梯級利用和回收管理體系,明確各相關方的責任、權利和義務。引導動力電池生產企業加強對廢舊電池的回收利用,鼓勵發展專業化的電池回收利用企業。
       北京理工大學教授吳鋒表示,電動車雖然實現了零排放,但動力電池卻擁有高污染特點。我國應未雨綢繆,在新能源汽車動力電池雖然尚未到大規模報廢期,建立相應的標準。

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