“2014年1-5月，中國(guó)鋰電池的消費(fèi)終端已經(jīng)發(fā)生顯著變化，其中，手機(jī)和筆記本電腦消耗鋰電池的占比分別下降2%和4%，平板電腦消耗占比上升1%，電動(dòng)車(chē)和儲(chǔ)能分別上升4%和1%?！毕嚓P(guān)人員的談到“汽車(chē)電氣化給鋰電池廠商所帶來(lái)的重大機(jī)遇與挑戰(zhàn)。”

有一點(diǎn)不可以否認(rèn)，鋰離子電池正在越來(lái)越多地被新能源汽車(chē)使用，這應(yīng)該是上述結(jié)論的基礎(chǔ)，隨著中國(guó)以及世界范圍內(nèi)新能源汽車(chē)快速發(fā)展，鋰離子電池會(huì)被越來(lái)越重視。

無(wú)獨(dú)有偶，今年初與幾位投資人士交流的過(guò)程中，這些人士清一色將新能源汽車(chē)的定位重點(diǎn)聚焦在電池上面，特別是鋰離子電池成為了關(guān)注的重點(diǎn)，包括能量密度、包括單位存儲(chǔ)能量的價(jià)格等方面成為資本關(guān)注的焦點(diǎn)，有沒(méi)有其它路徑可以取代鋰離子電池？或者鋰離子電池是我們當(dāng)下的必經(jīng)路徑嗎？我們不妨去分析一下。

第一、有沒(méi)有更理想的能量存儲(chǔ)技術(shù)路徑？

從哲學(xué)上來(lái)講，任何東西都不可能沒(méi)有取代的可能性，所以，在能量存儲(chǔ)方面，鋰離子電池也不是獨(dú)一無(wú)二的，在技術(shù)路徑方面，簡(jiǎn)單來(lái)講，有三個(gè)大類(lèi)，也即是我們談到的電化學(xué)電池、飛輪電池和超級(jí)電容，至于燃料電池筆者認(rèn)為更應(yīng)該歸結(jié)到動(dòng)力裝置方面，與發(fā)動(dòng)機(jī)等方面相比擬。

電化學(xué)電池，事實(shí)上最早應(yīng)用在新能源汽車(chē)上面的并不是鋰離子電池，而是鉛酸電池和鎳氫電池，三者之間的區(qū)別，很多可能都知道，也即是比能量的遞增、比功率的遞增和循環(huán)壽命的增加，但是在售價(jià)方面和技術(shù)成熟度方面是遞減的，這些符合我們?nèi)粘Ｉ钪姓劦降摹耙环謨r(jià)錢(qián)一分貨”的原理。

很多人可能說(shuō)你談這些落后的電化學(xué)電池作為鋰離子電池的替代路徑不太合適，事實(shí)上，最為成功的一款混合動(dòng)力汽車(chē)豐田的普銳斯，此前多是采用的鎳氫電池，這些并沒(méi)有阻礙其在全球數(shù)百萬(wàn)的銷(xiāo)量，所以關(guān)鍵的不是你采用價(jià)格高的鋰離子電池，而是在于性能和成本之間你的平衡讓消費(fèi)者接受，從而獲得了產(chǎn)品的商業(yè)成功，這也應(yīng)了一句話，有錢(qián)未必能夠造出來(lái)好車(chē)，否則一家央企、國(guó)企那么有錢(qián)，為什么自主汽車(chē)板塊做的還不如幾家民營(yíng)企業(yè)。

除了上述談的電化學(xué)電池之外，筆者事實(shí)上想要談?wù)摰氖橇硗鈨煞N，第一種是飛輪電池，飛輪電池又稱(chēng)電動(dòng)機(jī)械電池。它突破了化學(xué)電池的局限，用物理方法實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能，飛輪電池中有一個(gè)電動(dòng)機(jī)，充電時(shí)，該電機(jī)以電動(dòng)機(jī)形式運(yùn)轉(zhuǎn)，在外電源的驅(qū)動(dòng)下，電機(jī)帶動(dòng)飛輪高速旋轉(zhuǎn)，即用電給飛輪電池充電。即增加飛輪的轉(zhuǎn)速?gòu)亩龃笃鋭?dòng)能。放電時(shí)，電機(jī)以發(fā)電機(jī)狀態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)，在飛輪的帶動(dòng)下向外輸出電能完成機(jī)械能、動(dòng)能、到電能的轉(zhuǎn)換，飛輪電池中的飛輪是在真空環(huán)境下運(yùn)轉(zhuǎn)的，轉(zhuǎn)速可達(dá)200,000r/min，但這也對(duì)構(gòu)成材料的強(qiáng)度密度比提出了更高的要求。另外，飛輪電池具有2~4kw/kg的比功率和125wh/kg的比能量，并且?guī)缀趺饩S護(hù)，具有較低的壽命周期成本，使之十分適合用作重型卡車(chē)混合動(dòng)力傳動(dòng)系的儲(chǔ)能元件。目前，飛輪電池難以推廣應(yīng)用的原因是其昂貴的價(jià)格以及使用過(guò)程中的安全可靠性能。

此外，超級(jí)電容也是可選擇的方向，超級(jí)電容在混合動(dòng)力汽車(chē)上應(yīng)用最具吸引力的特點(diǎn)是它具有高的比功率可達(dá)2~4kw/kg和高的循環(huán)效率可達(dá)92~98%，包括峰值功率工況在內(nèi)，這對(duì)車(chē)輛加速制動(dòng)功率回收和避免系統(tǒng)過(guò)電壓狀態(tài)具有重要意義。另外，由于超級(jí)電容采用物理方式存儲(chǔ)電子而沒(méi)有可轉(zhuǎn)變的化學(xué)反應(yīng)，具有優(yōu)越的工作循環(huán)承受能力和壽命但超級(jí)電容應(yīng)用的一個(gè)最主要的缺陷是比較低的比能量，目前大約在7~10wh/kg。因?yàn)槌?jí)電容的電壓直接隨充電狀態(tài)而變化，其容量的大部分可能不能使用，因此，超級(jí)電容只適合于對(duì)比能量需求低的輕度混合動(dòng)力汽車(chē)。

正如筆者談到的，關(guān)鍵不是誰(shuí)貴誰(shuí)好，而是如何做到平衡。

第二、復(fù)合電源能否替代鋰離子電池？

除了上述的單個(gè)技術(shù)之外，還應(yīng)該關(guān)注幾者之間的創(chuàng)新集成，由于蓄電池和超級(jí)電容都無(wú)法同時(shí)滿(mǎn)足整車(chē)功率和能量的需求，將二者優(yōu)勢(shì)結(jié)合，組成復(fù)合電源，以充分發(fā)揮蓄電池和超級(jí)電容各自在比能量和比功率方面的優(yōu)勢(shì)，復(fù)合電源的結(jié)構(gòu)形式包括蓄電池、超級(jí)電容以及控制超級(jí)電容充放電的功率轉(zhuǎn)換器DC/DC。

通過(guò)復(fù)合電源的組合，蓄電池僅需提供整車(chē)運(yùn)行期間電系統(tǒng)的平均功率，超級(jí)電容負(fù)責(zé)彌補(bǔ)平均功率以外的波動(dòng)功率需求。通過(guò)超級(jí)電容“削峰填谷”的作用，達(dá)到緩沖蓄電池工作負(fù)荷、提高電池工作效率、延長(zhǎng)電池使用壽命的目的?？梢猿浞职l(fā)揮蓄電池和超級(jí)電容在能量和功率方面的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，使二者有機(jī)結(jié)合、揚(yáng)長(zhǎng)避短，最大限度地回收整車(chē)制動(dòng)能量，進(jìn)一步挖掘HEV節(jié)能、減排的潛力。

通過(guò)復(fù)合電源的研制，電池廠商可以把更多的精力用于延長(zhǎng)電池壽命、降低電池成本上，有利于進(jìn)一步改善電池性能，降低電池成本。由于超級(jí)電容“削峰填谷”的作用，電池負(fù)荷得到減緩，充放電電流得到減緩，對(duì)電池狀態(tài)的監(jiān)控也變得較為容易，可以為準(zhǔn)確估算電池SOC提供一種新的解決方案。由于超級(jí)電容具有較強(qiáng)的高低溫工作性能，其受環(huán)境溫度的影響幅度較小，可以利用此特性來(lái)調(diào)整控制策略，增加超級(jí)電容的充放電比例，從而保證整車(chē)在低溫環(huán)境下的性能需求。

所以，這個(gè)層面來(lái)講，也不失一種良好的途徑。

第三、技術(shù)革新能否取代鋰離子電池？

當(dāng)然，熟悉筆者文章的朋友可能知道，筆者此前談到在線充電技術(shù)，如果能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離無(wú)線充電，對(duì)于能量存儲(chǔ)裝置的要求會(huì)更低，這個(gè)時(shí)候甚至可能將電池的容量和成本降低到極限，這些也是我們從事新能源汽車(chē)研發(fā)的最終目標(biāo)。

所以，在能量存儲(chǔ)方面，不要過(guò)于悲觀，我們還有很多路子可以走。