电池技术成制约电动汽车发展“魔咒”

发展前景广阔的电动汽车迟迟未能进入寻常百姓家，最大的制约，一方面是价格高高在上，一方面是电池续航能力不济。充得慢、跑不远，几乎成为制约电动汽车发展的魔咒。市场快速发展、政策扶持、基础研究的突破以及企业投入，给新能源汽车带来发展的春天，而新能源汽车的发展也带来了动力电池的春天。

发展前景广阔的电动汽车迟迟未能进入寻常百姓家，最大的制约，一方面是价格高高在上，一方面是电池续航能力不济。

目前，人们都希望“终极电池”能够解决电动汽车续航能力不济的问题，从而促使电动汽车大幅降价。然而传说中的“终极电池”还要多长时间才能面世？未来电动汽车到底能跑多远？

充得慢、跑不远——制约电动汽车发展的魔咒

电动汽车慢充一次6到8个小时，还不一定能找到合适电源。快充一次，一个半小时，却只能充满80％。

充得慢、跑不远，几乎成为制约电动汽车发展的魔咒。

“我有电池焦虑症。”家住北京石景山的王强调侃道，“电动车出门没多久，我就得算计着还能不能开回家，附近有没有充电桩。”

他新买的电动车，充电桩上快充一个半小时后，续航里程可达160公里，与传统汽油车相比还有差距。即使快充，有时也要在充电桩旁排队等很长时间。

买了电动汽车，电池焦虑症怎么解决？

人们首先想到的是增加充电设施，可是增加充电设施并不能解决电动汽车充电时间长的问题。电动汽车性能的改进，最终要依靠电池技术革命。只有电池续航能力增加了，电动汽车才能显示出汽油车无法比拟的优势来。

“电动汽车要跑得远就需要电池有高能量密度，要充电快则需要高功率密度。”中国科学院“长续航动力锂电池”项目首席科学家李泓说，提高电池的能量密度对于电动汽车来说具有重大意义。

他举国内一家企业的电动汽车所用锂电池为例说：“现在（锂电池）能量密度约180瓦时每公斤，续航里程约200公里。未来几年内，产业界目标是提高到300至400瓦时每公斤，加上相应改进措施，（电池）续航里程就可达到470和628公里，可以和汽油车相比拟了。”

北汽福田乘用车设计院副院长陈小江预计，2018年左右，全球主要电动汽车厂商都会陆续推出400至500公里续航能力的电动车。届时，电池性能指标会大幅提升，电动汽车价格将大幅下降。

跑得远、充得快——哪种电池技术能够脱颖而出

据专家介绍，未来电池技术发展大抵经历三个阶段，首先是第三代锂离子电池，之后是固态锂电池，终极目标可能是固态锂空气电池。

在各类动力电池里，锂电池始终是动力电池中的主角，按材料的不同可以分为磷酸铁锂、三元锂、锰酸锂、镍酸锂等多种类型。对这些材料的不断改进，可以不断提升电池性能。陈小江说，与磷酸铁锂电池相比，三元锂电池的性能具有较大提升空间。

目前比较引人关注的是锂空气电池，各国也在竞相研究。锂空气电池被称为“终极电池”，它以锂金属为负极，导电碳材料为正极，放电时从负极出发的锂离子与空气中的氧气反应。从理论上计算，这种电池的能量密度是所有锂电池之最。

去年10月底，英国剑桥大学的刘韬等科学家在《科学》杂志上报告说，开发出的锂空气电池模型的能量密度达约3000瓦时每公斤，是现有高性能锂电池的10倍多。这项成果也入选中国科学院、中国工程院两院院士评选出的“2015年世界十大科技进展”。

陈小江说，锂空气电池技术一旦成熟，有可能改变人们对充电的概念。当电池电量不足时，人们只需要更换电极材料，不再需要充电，更不需要长时间等待。

这种技术到底离我们还有多远？美国阿尔贡国家实验室科学家陆俊说：“锂空气电池基础研究进展很快，但锂空气电池还没有到商业化的阶段。我估计，它的商业化需要5到10年时间。”

也有企业在动力电池领域另辟蹊径。日本丰田汽车公司研制出的新型汽车MIRAI在测试中跑得远、充得快，它配备了新型燃料电池。这种电池以氢为燃料，加满一罐氢只需3分钟，续航里程可达650公里。由于氢的制备和加氢站建设难度大、成本高等问题，这一技术尚未普及。

机遇大、指导强——中国电池研究有可能占领先位置

新能源汽车是新经济在工业领域一个标志性行业。许多国家和企业都想占领产业制高点。德国计划到2050年全面禁止生产汽油车和柴油车。丰田公司也表示将于2050年停止推出汽油车和柴油车。各国对电动汽车尤其是动力电池的重视，决定着消费者的直接体验以及各国如何占领产业制高点。

在电池革命这场世界性角逐中，中国的科研人员有冲到世界前沿的决心。“我们希望争一口气，用中国的材料和中国的装备，做出高水平的电池来。”李泓说，中科院启动了战略先导专项，研究如何将锂空气电池中的电解质从液态换为固态，从而获得更为高效和安全的“终极电池”。

据李泓介绍，从基础研究到产业链，中国正呈现出全方位发力的态势：国际公认的SCI数据库收录的锂电池领域的论文中，中国论文数量占全球总数47％，以绝对优势高居第一；中国拥有全产业链，即在锂电池产业里几乎没有一个材料需要依赖进口。而一些企业已经掌握了世界领先的高能量密度锂离子电池技术，并为国内外厂商生产电池。

在电池领域，企业的积极性也很重要。“我们的电池研发团队有1000多人，我们在研发几乎所有的电池技术，”比亚迪股份有限公司总裁王传福说。

今年2月，美国大洛杉矶地区羚羊谷交通局宣布，比亚迪公司将提供85辆纯电动客车，助力羚羊谷建成全美首个全电动车公交系统。

市场快速发展、政策扶持、基础研究的突破以及企业投入，给新能源汽车带来发展的春天，而新能源汽车的发展也带来了动力电池的春天。