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化工能解電動汽車“電池焦慮”嗎?
作者:老木 | 來源:中國石油和化工產(chǎn)業(yè)觀察雜志 | 時間:2021-07-19

在雙碳目標的加持下,中國電動汽車著實火起來了。

乘用車市場信息聯(lián)席會剛剛披露的數(shù)據(jù)顯示,今年5月電動汽車零售銷量達到18.5萬輛,同比增長177.2%。1~5月電動汽車零售77.6萬輛,同比增長235.7%。乘聯(lián)會表示,已將今年電動汽車預測銷量調(diào)高至240萬輛。而在此前,乘聯(lián)會的樂觀預期上限是200萬輛左右。幾乎是在同時,我國新能源汽車產(chǎn)銷量連續(xù)6年全球第一的消息沖上了微博熱搜。

和以往的產(chǎn)業(yè)熱一樣,電動汽車的市場如此火爆,自然引來眾多企業(yè)和資本的蜂擁猛撲。除生產(chǎn)傳統(tǒng)燃油車的企業(yè)外,幾乎所有風頭正勁的產(chǎn)業(yè)都在涉足電動汽車:蓋房子的、做手機的、搞互聯(lián)網(wǎng)的、開網(wǎng)約車的……

市場火爆歸火爆,而電動汽車產(chǎn)業(yè)的主要瓶頸卻是穩(wěn)如泰山,一直在那里。這個瓶頸就叫電池焦慮。

有人說,如果把電池拿掉,電動汽車什么也不是。這話雖然有些絕對,但也說明電池對電動汽車的重要性。電池焦慮不除,電動汽車市場再火爆也不過是空中樓閣。

就目前來看,所謂的電池焦慮主要體現(xiàn)在兩個方面:一是電池的里程焦慮,一是電池的回收處理焦慮。而解決這兩個方面的問題,化工相關技術能否取得革命性的突破是關鍵。

先看看里程焦慮。雖說現(xiàn)在純電動汽車的續(xù)航里程表現(xiàn)越來越給力,從以前的100多公里到后來的300公里,一直升級到現(xiàn)在的700公里以上,甚至有的號稱可以續(xù)航千公里,足以媲美乃至超過燃油汽車,但即便如此,電動汽車消費者的里程焦慮卻一點也沒有減輕。原因很簡單,不管標稱的續(xù)航里程有多長,總有用完的時候。汽油車沒油了找個加油站幾分鐘搞定,而電動汽車的電沒有了,即使很容易找到充電的地方,最少也得半個小時以上才能讓車重新上路。這還不算排隊、充電位被占等情況。

電動汽車的里程焦慮還有另外一個表現(xiàn),就是冬天的趴窩。一到冬天,上了北京電動出租車的乘客很可能就會看到這樣的風景,司機寧愿穿著厚重的軍大衣、棉靴子也不敢開暖氣。原因是不開暖氣還能跑個100多公里,如果開了暖氣,馬上就趴窩了。現(xiàn)在一到冬天關于電動汽車趴窩的報道就鋪天蓋地。一些論壇上和朋友圈車主聲討電動汽車趴窩帶來的不堪經(jīng)歷說得都是字字血聲聲淚。

雖然電動汽車電池的里程焦慮與目前充電設施不完善、充電不方便有關系,但說到底還是電池自身的技術問題。

在汽車行業(yè)有一個非常重要的指標叫能量密度,單位是千瓦時/立方米。電池能量密度的大小決定了電動汽車的續(xù)航里程。有專家表示,100多年前發(fā)明的鉛酸電池的能量密度是90千瓦時/立方米。此后,人類花了上千億美金和100多年的探索,電池能量密度到如今也只不過提高到260千瓦時/立方米,F(xiàn)在比較先進的特斯拉的電池、比亞迪的刀片電池能量密度大概就是260千瓦時/立方米。這是個什么概念呢?對比一下就知道了。汽油的能量密度是8600千瓦時/立方米,柴油是9600千瓦時/立方米,國內(nèi)曾經(jīng)試點過的車用甲醇液體是4300千瓦時/立方米。

由此可見,電動汽車要取代燃油汽車,沒有電池能量密度的革命性改變是很難的。因此就有專家說,在電池技術沒有革命性突破的情況下,一味盲目地追求電動汽車的大發(fā)展是一個很危險的戰(zhàn)略。而這個革命性的突破能不能取得恐怕就要看化工了。

化工技術對電動汽車電池的價值是多方面的,目前鋰電池中的正負極材料、電解液、隔膜等都是化工產(chǎn)品。正是化工技術的進步和化工新材料更迭和性能的改進,使電動汽車電池實現(xiàn)了從鉛酸電池到鎳氫電池,再到鎳鎘電池和現(xiàn)在大規(guī)模應用的鋰離子電池的跨越,使電池的能量密度提升了近兩倍。但是,要想使電池的能量密度能與汽柴油有可比性,未來技術突破的路還很長。很多問題都需要化工技術給出答案。比如如何在提升能量密度的同時降低電池的體積和重量?畢竟現(xiàn)在很多號稱續(xù)航里程提升多少的電動汽車靠的是增加電池包的體積來實現(xiàn)的。再比如,電動汽車的電池必須要用一定量的鎳、鈷、鋰等材料,這些材料不但價格昂貴,而且產(chǎn)量有限。這不但需要在降低這些材料的使用量上的技術突破,還需要在提升這些材料的提取和生產(chǎn)量上的技術突破;ば袠I(yè)能幫忙嗎?

再來看看電動汽車電池的另一個焦慮:廢舊電池的回收處理。

根據(jù)主流的說法,中國電動汽車的大規(guī)模發(fā)展大概是從2014年前后開始的。據(jù)中國汽車技術研究中心測算,按照電動汽車5年或8萬公里的質(zhì)保期,到2020年,前期大干快上銷售的電動汽車的動力電池就該進入了規(guī);艘垭A段,累計超過20萬噸(24.6吉瓦時)。即使是按70%的廢舊電池可用于梯次利用計算(這些梯次利用的電池最終也還是會報廢),仍有超過6萬噸的電池需要報廢處理。而近幾年每年銷出去的電動汽車超百萬輛,其電池的報廢高潮也將在幾年后到來。有人統(tǒng)計說,到2025年,保守估計,我國電動汽車要報廢的電池將達到35萬噸。這么大量的廢舊電池如果沒有很好的回收利用技術,那將是怎么樣的災難!也許正是這個原因,在中國大張旗鼓地發(fā)展電動汽車時,全球汽車大國日本卻沒有把主攻方向定在電動汽車上。

電動汽車廢舊電池的處理不管是什么方法,最終的目的都是將正負極材料、電解液、隔膜等里面的材料進行提純回收再利用,比如鎳、鈷、錳、鋰等。而目前,我國在這方面還缺乏高效、清潔的技術,使得電動汽車廢舊電池的回收處理非常困難,涉足的相關企業(yè)很難生存下去。在本輪大宗商品的漲價潮中,鈷的價格翻了4倍,鋰的價格也增長了一倍,但還沒聽說有哪家公司聲稱通過回收電池里的鈷和鋰實現(xiàn)了盈利。這就說明,廢舊電池的回收技術亟待突破。

現(xiàn)在看來,在世界各國都在尋求新能源發(fā)展方向的當下,中國的新能源車方向似乎定在了電動汽車上。如果導致上述兩種電池焦慮的技術問題不能獲得革命性的突破,那幾年后這場轟轟烈烈的電動汽車造車運動該怎么收場呢?

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