動力電池市場殺出個“程咬金” 國內10大動力電池廠怎么看？

【文/高工鋰電 萬萍萍】在近日GGII推出的2015年二季度鋰電池產值TOP10名單出爐中，以生產快充型動力電池為主營業務的微宏動力因產品銷量快速增長而首次進入該榜單，引發業內的極大關注。

　　今年以來，微宏動力頻頻傳出利好消息，比如搭載微宏LpCOTM多元復合鋰電池的100輛8.5米福田純電動大巴交付江蘇徐州公交，全面開啟江蘇徐州市純電動公交大巴快充模式；200輛搭載微宏動力快充電池的大金龍插電混動大巴交付紹興柯橋區等。

　　微宏動力總經理仝志明表示：“目前快充對于電動公交已很有吸引力。隨著技術的提升、成本的下降和充電網絡的完善，未來其市場擴充將很厲害。”

　　不過，也有不少動力電池廠商認為快充型動力電池提高了功率，卻須付出諸多“代價”，未來極難被大規模推廣應用。

　　比亞迪CTO劉衛平直率地告訴高工鋰電：“快充不單涉及電池技術問題，更是一個牽扯充電樁、電網等的系統問題。現在慢充型電動公交晚上充電，白天跑一天就夠了。我覺得沒必要強烈推廣快充，也沒感覺市場需求那么迫切。”

　　兩派意見爭鋒相對、爭執不下。那么，快充技術走向如何，推廣應用的優勢與劣勢在哪，未來市場空間究竟有多大？在動力電池快速放量的當下，這些問題都亟待被厘清。

　　為此，高工鋰電進一步訪問了CATL、力神、國軒、萬向、中航鋰電、中興派能、中天儲能、四川興能、沃特瑪等國內知名動力電池廠的高層人士及研發人員，以期找到問題答案。

快充解決方案存在局限性？

　　快充其實是一個相對的概念。至今為止，國內外都沒有對快充標準下一個明確的定義。經高工鋰電遍訪在動力電池方面具備話語權的資深人士后發現，業內對快充還是有一個大致標準。被普遍認為絕對屬于快充型動力電池的，其充滿電或至80%-90%的時間在半小時以內；充滿電需在2小時以上則屬于慢充；而充滿電時間在兩者之間的，則存在爭議。

　　按照以上的“大致標準”來看，如今各種關于快充型動力電池的消息不絕于耳。

　　這其中不乏比較“玄”的快充型動力電池，比如石墨烯聚合材料電池“充電不到8分鐘，續航1000公里”，負極采用二氧化鈦納米管的超快充電鋰電池“2分鐘內充電70%，壽命達20年”等。高工鋰電多方求證后發現，此類快充型動力電池仍只限于實驗室內，存在非常嚴重乃至無法解決的“短板”，距離產業化十分遙遠。

　微宏動力先進電池首席科學家劉文娟表示，目前還不知道石墨烯具體用作電池中的什么材料。如果被用作負極材料，從技術角度來看，石墨烯的問題有兩點：1. 將石墨一層一層剖開后得到的石墨烯，可以方便鋰離子嵌入和脫嵌。但石墨烯的表面積比較大，在當前石墨烯嵌鋰的電壓下，鋰離子會和電解液在石墨表面發生化學反應，形成SEI(即固液界面)膜。

　　SEI膜不僅會消耗電解液，還會消耗從正極出來的金屬鋰(電池首次效率就很低。首次效率即第一次充電后回去的鋰離子總量除以第一次出來的鋰離子總量)。而正極材料是鋰離子電池里最貴的材料。

　　2. 即使在制備時將石墨進行了分層，但它在應用時不可能保持分層的狀態，要么卷起來，要么幾層疊在一起，并沒有真正地分開。如果聚集在一起，就它要達到的效果。

　　目前沒有電池廠直接用石墨烯做負極材料。未來石墨烯也許可以用做導電劑。但需注意的是，與其他類型導電劑相比，造價昂貴的石墨烯用做導電劑時的性價比是否更好還未可知。

　　中國科學院物理研究所教授黃學杰認為，采用二氧化鈦納米管讓電池實現快充、循環壽命長，原理與鈦酸鋰相近，但其性能卻不會比鈦酸鋰(二氧化鈦和碳酸鋰的燒結產物)更好。二氧化鈦本身的電化學性能很差，通過將二氧化鈦納米化，甚至使其成為空心的納米管，方便鋰離子嵌入和脫嵌，從而改善其性能，并達到能夠做電池負極的程度，在理論上可行。

　　不過，二氧化鈦納米管的商業化應用非常難。雖然不少媒體報道鈦儲量豐富、成本低廉，但將其做成納米管的批量化生產技術太難、在工藝上所花代價大。

　　而相對“接地氣”的快充型動力電池之一，屬在上海11路示范線運營的奧威超級電容公交車所用電池，循環壽命長達幾十萬次。近日上海11路超級電容公交車發生的火災事件將其推至輿論的風口浪尖，所幸調查結果顯示與超級電容系統無關。但超級電容還是無法掩藏“能量密度過低”(只有動力鋰電池的十分之一)的這一致命缺點。

　　“奧威超級動容公交車能夠用在上海11路示范線上，是靠關系的。”一名業內人士向高工鋰電透露，其實承載電量極少的超級電容更適合用于輕混車，在車輛爬坡時臨時輔助或在剎車時回收能量。

　　事實上，市場應用相對較廣的快充型動力電池屬微宏動力、安徽天康等批量生產的鈦酸鋰電池。其已經成功應用于電動公交，是目前快充型動力電池中表現最好的一款電池。

　　當前不少動力電池廠商正嘗試或已推出新的快充型動力電池：中興派能總經理袁巍正在思考如何讓公司的低溫高功率動力電池更好地實現快充；微宏動力推出新一代的多元復合鋰電池，可在10-15分鐘內充滿電，能量密度比鈦酸鋰提高近50%，循環壽命達10000次；盟固利開發出錳系三元體系功率型動力電池，可實現2分鐘瞬時快充。

　　各種快充型動力電池“爭奇斗艷”，令人眼花繚亂。值得注意的是，各企業采用的快充解決方案有所不同，負極材料除采用常見的鈦酸鋰外，還有采用多孔復合碳、硬碳甚至是普通的負極材料石墨等(動力電池能否快充、快充時間的長短主要取決于負極材料，也跟電池結構、其他材料等有關系)，都希望盡量地讓快充型動力電池的能量密度更高一些、成本再低一點、快充能力更強，以期在市場上獨具優勢。

　　但不可否認的是，在很多業內人士看來，快充型動力電池幾乎都存在一定“缺陷”，要么能量密度比常規動力電池低、單體電芯成本相對要高，要么還沒達到更好的快充程度(如常規的石墨體系電池)。未來快充型動力電池能否克服這些“缺陷”，達到各方面性能優異、又能保持快充特性，在現有的鋰電池體系下很有難度。