董明珠力挺的钛酸锂能让雾霾天少一半?北大教授说不适合造车

澎湃新闻见习记者 李皙寅

2017-01-03 06:40 来源:澎湃新闻

字号
 从“钛酸锂电池和银隆是被埋在沙子里的金子”,到“全中国用银隆新能源电池,雾霾天气能少掉一半”,格力电器(000651)董事长董明珠对电动汽车和电池生产商珠海银隆新能源有限公司(珠海银隆)的支持,已经从口头表态,升级到个人的实际行动。但依然有行业专家难以理解其中逻辑。
在去年11月格力电器正式宣告放弃增发收购珠海银隆之后,2016年12月15日,董明珠以个人身份,联手大连万达集团、中集集团等与珠海银隆签署增资协议,拟共同增资30亿元,获得珠海银隆22.388%的股权。董明珠表态,“愿意拿我所有的资产投入到银隆。”她还强调,“投资银隆,不是因为格力收购不成功,而是因为我看好银隆的钛酸锂技术。”
董明珠力挺珠海银隆及其主打的钛酸锂电池技术,主要理由包括:钛酸锂电池使用寿命长,能够适应高寒温度,安全性好,在储能市场有应用前景等。
但这种观点在业界颇多争议。
“钛酸锂电池并不是先进技术,能量密度低,不适合作动力能源。”近日,北京大学新能源材料与技术实验室主任、国家“十一五”863电动汽车动力锂电池项目负责人其鲁,在接受澎湃新闻(www.thepaper.cn)采访时直言,钛酸锂电池并不适合当下的电动车市场。
被称为钴酸锂、锰酸锂电池正极材料领域主要奠基人的其鲁,在2016年11月接受澎湃新闻采访时说,钛酸锂电池合适在高寒地区作为工具电源、抑或是储能设备:“在高寒地区,大功率的电动设备,比如手提电钻,重一点、体积大点没关系;要不,在温度条件苛刻的地方,作为储能设备也是不错的选择。比起用到车上去,这两项应用更恰当,这个问题我跟他们说过多次,他们不听,就是一心想做汽车。”
钛酸锂电池负极采用钛酸锂,相比负极用石墨的主流锂电池,市场份额十分小众。资料显示,在新能源客车中,钛酸锂电池的市场份额占比约为5%,远低于磷酸铁锂电池75%的市场份额;而在乘用车领域,钛酸锂电池则和其他少数派技术一起,分享着3%的市场空间。
去年12月,格力电器董事长董明珠以个人身份,联手万达等公司,入股珠海银隆。
专家:钛酸锂不适合用作汽车动力电池
在2016年10月格力电器的临时股东大会上,董明珠曾宣称,钛酸锂是中国惟一,甚至是最先进的技术,“使用寿命、温度宽度没有一个电池能够能从技术角度来跟它抗衡,或者比它强,还没有。”
董明珠认为,出于优秀的安全特性,用户会买账钛酸锂大巴车,这将占据中国一半的市场。卖到世界上,至少也有10万辆大巴订单,这还是保守估计。
对于钛酸锂电池的使用寿命长、稳定等特点,业内人士异议并不多,但这两条并不足以保证其领先性,钛酸锂电池一直未能进入主流市场的主要原因也并不在此,而是在于能量密度太低,体积太大。
其鲁称,跑同样距离,其他技术装100公斤(kg)电池,钛酸锂电池就要装200公斤。不说乘用车,哪怕大巴车也需要小体积、轻重量的电池,“为了行驶里程,放电池的空间已经很紧张,哪还有什么冗余空间。”
业内人士举例,8米长的巴士要跑150公里,配电量需100kWh(千瓦时,度),采用磷酸铁锂电池系统需要1吨重,而换装钛酸锂要2-2.5吨重,运量少了十来人。
格力电器早前披露的交易报告书显示,银隆钛酸锂电池能量密度在58wh/kg-91wh/kg之间,这与磷酸铁锂及三元锂之间差距不小。
2016年11月底,比亚迪动力电池事业部副总经理孙华军曾对媒体称,比亚迪目前磷酸铁锂电池单体的能量密度是150Wh/kg,目标到2020年,能量密度达到200Wh/kg。三元单体电池的能量密度达到了200Wh/kg,目标到2020年,能量密度达300Wh/kg以上。
其鲁认为,“从能量密度来看,钛酸锂电池和铅酸电池遇到的问题相近。铅酸电池诞生100多年了,就是因为太大、太笨、太重,很难推广为车载电源。”
有不愿具名的汽车分析师表示:日本东芝公司的钛酸锂电池“SCiB”,2011年就用于量产乘用车,但反响平平。就是受困能量密度,续航能力跟不上,车主总有里程焦虑,市场不认可。目前,就应用于汽车启停系统,收集存储车辆刹车减速时的车辆制动能量。
“钛酸锂材料能量密度突破空间有限,快充影响能量密度”
珠海银隆显然也已经意识到钛酸锂电池在能量密度上的短板。
珠海银隆董事长魏银仓曾多次公开表示,第四代高能量密度银隆钛酸锂电池,与第三代相比成本下降40%,能量密度提高60%。
但业界对于钛酸锂电池能量密度的进一步提升空间仍存怀疑态度。
其鲁指出,能量密度低,这是钛酸锂本身特性决定的。据了解,钛酸锂作为负极使用,容量仅为160-170mAh/g(毫安时/克),而主流的传统石墨则在310-370mAh/g。
清华大学能源互联网创新研究院副研究员刘冠伟甚至提出:钛酸锂材料能量密度是有极限的,突破材料理论极限是违背科学常识的。
值得一提的是,有消息称,未来电池能量密度将作为新能源车补贴政策的一项参照标准,“装载快充型电池的纯电动客车,不分储能系统类型、不分车长、不考察续驶里程和Ekg进行补贴。补贴额度为3000元/kWh,总额度不超过30万元/车。”这对于电池能量密度较低,且依靠补贴的珠海银隆来说是个坏消息。
魏银仓曾对外披露:“(银隆客车)双层车连车架200多万,国家补贴之后100多万。(如果不算补贴,售价则为)200多万,现在出口都是200多万。”
珠海银隆钛酸锂电池标榜的另一优势快充,同样可能影响到电池的能量密度。
魏银仓曾公开表态:“11分钟(把电充满),(那)你看的是受充电桩电流限制(的结果),我们现在3分钟就可以(把电充满)。”
其鲁认为,大电流快充本身就会造成充电能量损耗,如果没有特殊需求,快充得不偿失。
在刘冠伟看来,钛酸锂的快充技术并不值得特别夸耀:这是牺牲能量密度换功率密度,这也是业内认为该技术不先进的理由之一。
去年11月,在广州车展展出的格力银隆大巴,车身还印有格力的品牌口号“让世界爱上中国造”。两家公司的合作,并未因为收购计划泡汤而终止。
“钛酸锂做储能太贵”,“使用寿命长有助市场推广是个伪命题”
需要指出的是,董明珠看好珠海银隆的理由,也不光是钛酸锂电池在新能源车市场的应用,她反复强调的一点是,钛酸锂电池的储能优势。这在智能家居布局上,有相当的应用前景。
大连万达集团股份有限公司(万达)董事长王健林在去年12月15日也提到,投资珠海银隆,一方面是出于对董明珠的信任,另一方面也是看中储能业务的前景。
对此,去年12月21日,一位业内资深人士为澎湃新闻算了两笔账,从制造成本及商用场景来看,钛酸锂做储能都太贵了。
他称,钛酸锂电池能量密度低,为储备相同能量,体积必然增大,相应的隔膜、铜箔、铝箔、电解液也全面增多,很难突破成本控制瓶颈,制造成本太高。
至于董明珠强调的银隆电池的寿命优势,即所谓的“30年不用换电池”,这在该人士看来,使用寿命长有助市场推广是个伪命题。
该人士称,钛酸锂电池做储能还缺乏商业模式。
他称,出于资金成本的考量,一般的国内公司很难购买长达二三十年的服务,毕竟谁不知道自己还是否长期在这里办公。另外,无论是第一次支付,还是带有利率的融资租赁,算上货币购买价值的更迭,这笔账并不划算。再者说,十来年内也许会有更好的技术和设备迭代,到时候前期投入都成为了沉没成本,这些都是潜在的商业风险。
据该人士介绍,钛酸锂电池的储能技术在日本早有试点运营,“日本阶梯电价每度价差达1.6元,国内也就七八毛钱,相比成本,根本不划算,所以难以推广。”
在储能领域中,成熟的新能源材料尚有潜能可挖。
珠海银隆董事长魏银仓和董明珠在会场上。
稳定性优势:公交、军工领域或有应用前景
相比在新能源车、储能领域的应用前景,钛酸锂电池的稳定性优势,则少有争议。
东北证券研究院李强及王朝宁在近日的一份研报中就提出,大部分城市客车、公交车路线固定,单程线路在10至40公里之间,终点进站后等待发车时间间隔长。结合客车本身自重、体积较大,对电池体积、重量敏感度较低,因此钛酸锂的能量密度劣势并不显著。
上述研报还称,中国部分地区冬季平均气温可达-15℃以下,最低气温可低至-30℃以下。“传统石墨负极锂离子电池性能在-20℃开始衰减,在-30℃以下横流充电容量仅为充电总容量的14%,严重影响客车的运营。钛酸锂电池工作温度范围极宽,在-50℃环境温度下充放电性能依然保持良好。”
此外,客车运载量大,因此钛酸锂电池安全性能高,负极材料不生成高温发生放热反应的SEI膜,能吸收正极发生分解反应释放出的氧气,大幅度降低了电池热失控造成燃爆的风险。同时,因为对锂电位高,基本不会形成金属锂枝晶,避免了电池内部短路的风险。
在动力电池出货量排名全球第三的宁德时代新能源科技股份有限公司总裁黄世霖看来,相对而言,钛酸锂更适用于对于电池稳定性要求极高的领域,比如军工。
黄世霖同样向澎湃新闻强调,钛酸锂电池能量密度相对比较低,将来不会太主流。首先,其标榜的快充技术,完全可以通过现有磷酸铁锂材料升级实现,而且磷酸铁锂技术使用更加成熟,技术稳定;其次,钛酸锂本身贵金属成本高,加上缺乏生产规模,难以降低成本。还有,因为能量密度低,同样体积储存电能少,用作储能也不划算。
对于钛酸锂电池的成本问题,魏银仓的观点是:目前钛酸锂电池产能很少,成本没有降下来,如果能把680家铅酸电池生产厂的钱集中起来干钛酸锂,钛酸锂成本将比铅酸成本还要低。
魏银仓还称,比起刚收购钛酸锂技术时,成本是当初的1/12,“现在跟比亚迪相比,(银隆的)电池成本还高50%-60%,随着产能的扩大,距离会进一步拉近。但是钛酸锂电池成本比磷酸铁锂电池高1倍甚至2倍时候就具备了跟磷酸铁锂竞争的优势。因为我们寿命长。”
魏银仓曾表示,美国奥钛的负面消息及35年历史上没有盈利,都是事实。这是因为原公司布局军方市场,布局民用领域过晚。
来自美国的技术,原本主要布局军方市场
值得一提的是,虽然董明珠多次将银隆的钛酸锂电池技术挂钩中国制造,但珠海银隆的钛酸锂技术实际上也是舶来品,源于美股上市公司美国奥钛。
据银隆新能源有限公司官方网站介绍,2010年,珠海银隆战略控股了美国奥钛纳米科技有限公司,该美国公司掌握“全球钛酸锂电池材料最先进生产技术”,由此“成为全球绿色能源解决方案领域的领导者和中国新能源品牌跻身世界的优秀典范”。
据了解,珠海银隆收购时,美国奥钛是一家纳斯达克上市公司,英文名称为ALTAIR NANOTECH INC。根据格力公告,美国奥钛已于2014年9月24日,向纳斯达克提出主动退市申请,根据美国律师出具的调查文件确认,美国奥钛现已从纳斯达克退市,并在OTCBB市场交易。
魏银仓曾公开称:关于美国奥钛的负面消息及35年历史上没有盈利,都是事实。这是因为原公司布局军方市场,布局民用领域过晚。
魏银仓称:“咱们(珠海银隆)收购它就是冲着技术去的。现在技术已经买回来、专利已经买过了,都掌握在手里。”据称,美国生产工人已遣散完毕,美国除了保留材料研究和几个核心技术骨干外,都已裁撤,目前亏损平衡,明年盈利。
而且,美国奥钛纳米科技旗下的产品也只是钛酸锂。
魏银仓此前曾对外披露,“我们收购的美国上市公司(美国奥钛纳米科技),钛酸锂只是它一种产品,如果用我们的材料技术加工出来,任何电池材料,包括石墨烯随时可以干。”
不过,刘冠伟曾公开撰文表示,石墨烯电池基本是个伪概念,99.99%的石墨烯电池几乎都是在传统的锂离子等电池里面添点石墨烯。基本就不存在什么石墨烯电池,只存在“掺/用了石墨烯的锂离子电池、铅酸电池等”。
其鲁亦称:锂电池中石墨烯根本无法作为导电剂使用。“石墨烯像是平面的一张纸,彼此无法叠加,只有电子导电性能,而没有锂离子导电性能,根本做不成锂电池。”
而在2015年10月,工信部发布《中国制造2025》重点领域技术路线图,石墨烯材料作为前沿新材料领域的发展重点,提出了10年的发展目标:石墨烯基电极材料电动汽车用动力锂电池等领域上得到规模化应用,电动汽车锂电池用石墨烯基电极材料产业规模达万吨级。
责任编辑:孙扶澎湃新闻报料:4009-20-4009   澎湃新闻,未经授权不得转载
关键词 >>

相关推荐

评论(1.5k)

热新闻

澎湃新闻APP下载

客户端下载

热话题

热门推荐

关于澎湃 在澎湃工作 联系我们 版权声明 澎湃广告 友情链接