節能環保鋰電池為何進退維谷

    鋰電世界  “電動自行車經過10年的發展，將逐漸回歸到輕量化、小型化、助力方式的道路上?！敝袊孕熊囆袠I協會理事長馬中超在出席第三屆電動自行車產業高峰論壇時表示，輕量化應該是電動自行車發展的主流趨勢。

    許多與會人士認為，鉛酸電池重量太大，直接影響了整車重量的控制。而采用鋰離子電池，則可以有效的減輕車架負載，控制整車質量。因此，鋰離子電池應該成為新一代電動自行車的最佳電源。

    有關業內人士指出，以目前市場上常見的電池為例，36V/10Ah鋰離子電池重量僅為3.5～5公斤，而相同容量的鉛酸電池重量則為12～14公斤。

    記者在北京一些電動自行車賣場調查時看到，市場上已有一些超輕量化的鋰離子電池電動自行車出現，此類電動車采用24V/10Ah的鋰離子電池，整車重量控制在了10公斤以內，行駛里程達到了30公里，完美地體現出鋰離子電池輕量化、高比能量的特色。

    雖然鋰離子電池的特性顯示其在電動自行車行業極具潛力，但鋰離子電池在電動自行車領域的地位始終有些尷尬。鋰離子電池自2003年之后就已陸續出現在一些廠家的電動自行車上，卻始終沒有真正動搖鉛酸電池的霸主地位。鋰離子電池進入電動自行車領域后幾經沉浮，鋰離子電池的“春天”為何遲遲未到呢？

    價格和安全是最大的瓶頸

    “鋰離子電池在電動自行車領域一直未能打開銷路的一個最重要的原因就是價格，由于鋰離子電池原材料價格較高，制造工藝水平要求高，因此其成本相對鉛酸電池而言一直處于劣勢。而國內消費者對于價格較為敏感，市場調查顯示消費者對于自行車電池的選購因素中第一位的就是價格，鋰離子電池目前的市場價格是鉛酸電池的3～4倍，高昂的價格常常讓消費者望而生嘆?！碧旖蛄ι耠姵毓煞萦邢薰救~茂認為，除去價格以外，鋰電池性能未能達到消費者期望也是一個重要原因。鋰離子電池本身具有高比能量、高輸出功率、長循環壽命等一系列的優點，但電動自行車鋰離子電池并未能充分體現出其自身的優勢，雖然鋰離子電池重量僅為鉛酸電池的1/3，做到了小巧輕便，但在循環壽命上通常僅能達到300～500次，相比鉛酸電池300次的循環壽命僅提高了不到一倍。葉茂指出，綜合各項性能指標，相對鉛酸電池3倍以上的價格也讓鋰離子電池背上了華而不實、性價比低的負面評價。

    來自該公司的另一個技術人員于洪濤則認為，相比于前兩個問題，安全問題更是懸在鋰離子電池頭頂上的“達摩克利斯之劍”。近年來隨著手機、筆記本電腦的普及，鋰離子電池在使用中的安全問題也逐漸引起大眾的關注，起火甚至爆炸的安全事故讓大家頗有“談鋰色變”之感，一些電動車廠家也對鋰離子電池的安全性產生了很多的疑慮，不敢上馬鋰電池生產項目。鋰離子電池安全問題的陰影始終揮之不去，嚴重制約了鋰離子電池的進一步發展。

    安全和標準缺一不可

    在電動自行車行業面臨變革的新形勢下，鋰離子電池在電動自行車領域的應用該如何發展？在第三屆電動自行車產業高峰論壇上，業內不少專家認為，應當大力推進高安全性材料的使用，磷酸鐵鋰材料就是其中比較成熟的一種。磷酸鐵鋰電池的循環壽命達到了鉛酸電池的3倍以上，其重量比能量也達到了90Wh/kg，是鉛酸電池3倍左右，而安全性能更是磷酸鐵鋰區別于其他鋰離子電池的優勢所在。從材料成本來看，隨著國內磷酸鐵鋰材料生產廠家工藝的改進及生產規模的逐漸擴大，磷酸鐵鋰材料價格呈現逐漸下降的趨勢，與鉛酸電池之間的價格差異也在逐漸縮小。相同容量的磷酸鐵鋰電源價格在短期內將可能降低到鉛酸電源價格的1.5～2倍，鋰離子電池價格居高不下的局面將有望得到改變。

    來自中國電池工業協會的一位專家指出，鋰離子電池遲遲未能在電動自行車領域獲得廣泛應用的另外一個主要原因是未能像鉛酸電池一樣形成標準型號，各廠家之間的電芯外形及電性能規格不統一，互換性差，無法形成規模優勢。據介紹，自行車電池不同于手機等便攜式電子產品的一個主要特點就是高容量、高電壓，因此通常需要多只電池串聯使用。當多節電池串聯使用時，性能最差的電池往往成為整組電源的瓶頸。而由于“短板效應”，性能最差的電池通常早于其他電池充滿，也早于其他電池放空，在反復的充放電循環之中，這種差距會逐漸擴大，最終造成整組電池性能的劣化。如果不能保證鋰離子電池在生產過程及分選配組中的一致性，電池組的壽命也會受到很大的影響。因此，電動自行車電池最終必須采用自動生產設備，有效提高電池的一致性，并且在電池使用前進行嚴格的分選配組，確保電池的一致性。

    天津市捷威動力工業有限公司曾慶成認為，充分發揮鋰電池優勢是個系統工程。首先應該在鋰電池材料配方的匹配性、鋰電池結構設計及電源管理系統三個方面加大技術創新力度，目標是持續提高電池相匹配的適用性能，提高電源效率，并以技術創新方式持續推低電池成本；其次應當對低功率電動車的電機與電源進行橫向系統整合，不僅使鋰電池及其管理系統與電機和控制器匹配更好，而且進一步將鋰電池納入電動車整車工業設計之中，實現整車一體化，追求整車使用壽命的一致性。

    “鋰電池企業需要堅定不移地推進通用化與標準化進程。在保持鋰電池個性化適用性優勢特點的前提下，對行業主流產品而言，產品適用的通用化及各種規格性能、主輔材料及配件、組件與接插件、設備儀器儀表、工裝夾具等的標準化是產業健康發展的必要條件和標志。”浙江振龍電源股份有限公司孫高潮說。

    業內人士呼吁，低功率電動車用動力型鋰電池是繼手機等數碼產品用鋰電池后又一個擁有數百億元乃至上千億元市場的巨大細分行業。國家應將電動車用鋰電池產業納入新能源低碳減排重大產業范疇，從各個方面給予產業政策扶持。天津市自行車行業協會理事長龔孝燕就認為，隨著力神、比克、捷威、雙億力等新電源企業在津集聚開發，使天津鋰電池技術性能進一步提高，天津已成為國內重要的新型電源開發基地，對天津整個產業升級起到了重要的推動作用。