學(xué)者預(yù)計：蓄電池技術(shù)將要發(fā)生的兩次巨變

　　鋰離子電池的充、放電機理完全不同于鉛酸蓄電池、鎘鎳蓄電池和鎳氫蓄電池。后三種常用蓄電池是通過電極發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，變換出其他化合物來儲存電能。而鋰離子電池則是通過涂布在電極上的活性材料存儲和釋放鋰離子，即通過鋰離子在電極活性材料上的“嵌入”和“脫出”，通過所謂“嵌脫現(xiàn)象”來存儲電能。

　　由于近一時期研究機構(gòu)相繼發(fā)現(xiàn)了很多種可存儲(即嵌入)、釋放(即脫出)離子的電極活性材料、固態(tài)電解質(zhì)和聚合物隔膜，再加上人們對這些新發(fā)現(xiàn)物質(zhì)的深入研究，再在此基礎(chǔ)上又對蓄電池結(jié)構(gòu)進行了創(chuàng)新改造，所以，“嵌脫式離子蓄電池”的性能得到迅猛提高。

　　日本、美國和德國學(xué)者普遍預(yù)計，到2015年、2030年這兩個年份，嵌脫式離子蓄電池組的制造成本將會降至現(xiàn)在價格的1/7和1/40。目前，國外許多科研機構(gòu)正加緊對這種蓄電池組的技術(shù)實用化研究，有的已處于等待工業(yè)化的階段。換句話說，有望從本世紀中頁起，嵌脫式離子電池組的性能、結(jié)構(gòu)和制造成本肯定會滿足人們對于高壓、大容量離子蓄電池組所寄予的厚望，使BEV、PHV能在性能、價格上真正與已采用了各種先進技術(shù)、還在不斷進步的M1類汽油機乘用車競爭，并得以按市場規(guī)律大量生產(chǎn)(不是靠政府或民間機構(gòu)資助)，從而降低汽車的污染物和溫室氣體的排放量，改變汽車的“食物”結(jié)構(gòu)，使汽車的行駛能耗費用大幅度下降。

　　研究發(fā)現(xiàn)，可利用于“嵌脫反應(yīng)”的許多無機固體電解質(zhì)導(dǎo)電率非常高，非常適于制造可快速充電的高電壓、高能量密度的電池。

　　《汽車產(chǎn)業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃》提出，在未來3年內(nèi)，我國將形成50萬輛各類電動汽車的產(chǎn)能。要完成這項任務(wù)，離子蓄電池組的產(chǎn)能必須先行達到?？墒?，我國有這種先進電池的研發(fā)和生產(chǎn)規(guī)劃嗎?若要生產(chǎn)，是液態(tài)電解質(zhì)的“鐵電池”?還是疊層型固體電解質(zhì)鋰離子蓄電池?不得而知。日、德汽車業(yè)界已將未來電動汽車的動力來源鎖定在“疊層型固體電解質(zhì)鋰離子蓄電池”上?？墒?，我國鋰離子電池生產(chǎn)企業(yè)就連“液態(tài)電解質(zhì)鋰離子電池”所需的隔膜材料至今也不能生產(chǎn)，全部要依靠進口，價格昂貴，占到動力電池成本的30%以上!近幾年，國際動力電池生產(chǎn)商和跨國汽車公司普遍組成各類合資公司，共同開發(fā)電動汽車動力電池技術(shù)，我國卻少有這樣的事例。在這樣的基礎(chǔ)上建立起來的50萬輛電動車年產(chǎn)能，是獨立自主型的還是依附型的，不難判斷。

　　近年發(fā)現(xiàn)的大量優(yōu)秀鋰離子蓄電池或“非鋰蓄電池”的正極和負極候補活性材料，對于新一代車用動力蓄電池組的研發(fā)、推廣使用至關(guān)重要，也必將推動各類電動汽車高速發(fā)展。例如，國外有關(guān)機構(gòu)最近發(fā)現(xiàn)，“硫化物鋰離子導(dǎo)體”成為晶體物質(zhì)時，既有很高的鋰離子導(dǎo)電性，又有寬闊的“電化學(xué)窗”，因此，它很有可能成為固體電池的電解質(zhì)(固體電解質(zhì))。此外，玻璃態(tài)鋰離子固體電解質(zhì)、非整比化合物和其他一些鋰離子蓄電池正極、負極候補活性材料的發(fā)現(xiàn)，也備受業(yè)內(nèi)重視。

　　可以肯定的是：

　　一、將于2015年前后問世的“先進型”蓄電池將不會是“鐵電池”，很可能是不含鋰化合物的“嵌脫式離子蓄電池”。

　　二、將于2030年前后面世的“革新型”蓄電池也不會是“鐵電池”，它應(yīng)是大容量、低成本的“嵌脫式蓄電池”，它將大量使用新發(fā)現(xiàn)的各類電極活性材料和輔助材料。有關(guān)第二個結(jié)論的論述，將在本專欄下一期展開。