學(xué)者預(yù)計(jì)：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(jī)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(guò)電極發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，變換出其他化合物來(lái)儲(chǔ)存電能。而鋰離子電池則是通過(guò)涂布在電極上的活性材料存儲(chǔ)和釋放鋰離子，即通過(guò)鋰離子在電極活性材料上的“嵌入”和“脫出”，通過(guò)所謂“嵌脫現(xiàn)象”來(lái)存儲(chǔ)電能。

　　由于近一時(shí)期研究機(jī)構(gòu)相繼發(fā)現(xiàn)了很多種可存儲(chǔ)(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(duì)這些新發(fā)現(xiàn)物質(zhì)的深入研究，再在此基礎(chǔ)上又對(duì)蓄電池結(jié)構(gòu)進(jìn)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(guó)和德國(guó)學(xué)者普遍預(yù)計(jì)，到2015年、2030年這兩個(gè)年份，嵌脫式離子蓄電池組的制造成本將會(huì)降至現(xiàn)在價(jià)格的1/7和1/40。目前，國(guó)外許多科研機(jī)構(gòu)正加緊對(duì)這種蓄電池組的技術(shù)實(shí)用化研究，有的已處于等待工業(yè)化的階段。換句話說(shuō)，有望從本世紀(jì)中頁(yè)起，嵌脫式離子電池組的性能、結(jié)構(gòu)和制造成本肯定會(huì)滿足人們對(duì)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(jià)格上真正與已采用了各種先進(jìn)技術(shù)、還在不斷進(jìn)步的M1類(lèi)汽油機(jī)乘用車(chē)競(jìng)爭(zhēng)，并得以按市場(chǎng)規(guī)律大量生產(chǎn)(不是靠政府或民間機(jī)構(gòu)資助)，從而降低汽車(chē)的污染物和溫室氣體的排放量，改變汽車(chē)的“食物”結(jié)構(gòu)，使汽車(chē)的行駛能耗費(fèi)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(wú)機(jī)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(chē)產(chǎn)業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃》提出，在未來(lái)3年內(nèi)，我國(guó)將形成50萬(wàn)輛各類(lèi)電動(dòng)汽車(chē)的產(chǎn)能。要完成這項(xiàng)任務(wù)，離子蓄電池組的產(chǎn)能必須先行達(dá)到?？墒?，我國(guó)有這種先進(jìn)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(chē)業(yè)界已將未來(lái)電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力來(lái)源鎖定在“疊層型固體電解質(zhì)鋰離子蓄電池”上?？墒?，我國(guó)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(jìn)口，價(jià)格昂貴，占到動(dòng)力電池成本的30%以上!近幾年，國(guó)際動(dòng)力電池生產(chǎn)商和跨國(guó)汽車(chē)公司普遍組成各類(lèi)合資公司，共同開(kāi)發(fā)電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池技術(shù)，我國(guó)卻少有這樣的事例。在這樣的基礎(chǔ)上建立起來(lái)的50萬(wàn)輛電動(dòng)車(chē)年產(chǎn)能，是獨(dú)立自主型的還是依附型的，不難判斷。

　　近年發(fā)現(xiàn)的大量?jī)?yōu)秀鋰離子蓄電池或“非鋰蓄電池”的正極和負(fù)極候補(bǔ)活性材料，對(duì)于新一代車(chē)用動(dòng)力蓄電池組的研發(fā)、推廣使用至關(guān)重要，也必將推動(dòng)各類(lèi)電動(dòng)汽車(chē)高速發(fā)展。例如，國(guó)外有關(guān)機(jī)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(shí)，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(fù)極候補(bǔ)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(wèn)世的“先進(jìn)型”蓄電池將不會(huì)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(huì)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(lèi)電極活性材料和輔助材料。有關(guān)第二個(gè)結(jié)論的論述，將在本專(zhuān)欄下一期展開(kāi)。