中国新能源汽车电池的起步其实挺早,但一开始没啥动静。上世纪90年代初,钱学森就给高层写信,建议别老盯着传统燃油车,得直接上电动这条路。那时候中国汽车产量刚过百万辆,进口依赖重,石油消耗大,环境压力也上来了。
钱学森算过账,到2050年能源安全成问题,得找新出路。1992年他的信递上去后,国家开始动起来。科技部在“八五”计划里投了1500万搞电动汽车关键技术,首开先河。
接着“九五”期间,又有重大工程项目,试制出电动轿车样车,时速110公里,续航130公里,加速8.5秒,勉强赶上国外水平。
2000年,万钢从德国奥迪回来,向国务院提建议,主张用洁净能源轿车实现产业跨越。他当上863计划电动汽车专项首席科学家,定下“三纵三横”布局:燃料电池车、混合动力车、纯电动车为纵,多能源动力总成、电机、电池管理系统为横。
投入8.8亿,组织一汽、东风等企业跟清华等学校合作。2001年专项启动,研发出混合动力车节油30%以上,排放减30%。
电池方面,那时还集中在镍氢和锂离子初期,功率密度接近国际先进,但规模小。2004年,北京、天津等城市做示范,公交车上用早期电池组,续航短,冬天衰减大。
电池技术真正起步得从锂离子说起。1980年,北京物理研究所陈立泉设实验室,研究固态离子学。
1995年制出首块A型锂离子电池,正极钴酸锂,负极石墨,电压3.6伏。1998年建中试线,年产20万支圆柱电池。苏州星恒等企业跟上,产品下线进入市场。
但车用动力电池难,成本高,安全隐患多。2007年,发改委出准入规则,企业得达安全标准。
电池分类里,三元锂和磷酸铁锂各有长短。三元锂能量密度高,180到230瓦时每公斤,高镍达250以上,续航强,但安全弱,针刺易烧。磷酸铁锂成本低,每瓦时便宜0.2元,热分解温度高,安全好,但密度低,140到160瓦时每公斤。
比亚迪刀片电池去模组化,提高利用率,能量密度追上三元,还保持安全。特斯拉4680电池优化体积,降成本,提升热传。电池材料从日本韩国进口起步,中国企业卷起来,格膜做得薄,力学性能好,影响安全和续航。
推动力不光技术,国家政策关键。2009年汽车产业调整规划,目标50万产能,销量占5%。2012年节能新能源汽车规划,纯电为主,到2020年500万。
传统锂电池用的是液体电解质,容易漏液、起火,能量密度也就那么回事儿,续航顶天五六百公里,还得担心冬天掉电快。固态电池不一样,它把电解质换成固体的,安全性高多了,不会轻易爆炸,能量密度能轻松上400Wh/kg,甚至更高。
充电也快,衰减慢,寿命长。举个例子,装上这种电池的车,单次充电跑600公里不成问题,甚至能到1000公里。
对用户来说,意味着出门不用老盯着电量表,里程焦虑少一大半。全球车企都盯着这块肥肉,因为谁先量产,谁就能在电动车市场占上风。
日本在这事儿上动作最早,也最猛。丰田作为老大哥,早从2000年代就开始布局固态电池。他们的路线主要是硫化物电解质,离子导电率高,界面接触好。2026年,丰田就计划正式量产全固态电池,能量密度目标500Wh/kg以上。
这就引出问题:中国弯道超车真失败了?其实没那么简单。中国在液态锂电池上确实领先全球,产量占世界70%以上,成本低,产业链全。宁德时代、比亚迪这些巨头把三元锂和磷酸铁锂玩得溜溜的,续航已经能到700-800公里。
但固态电池是下一代技术,中国也没掉链子。政府2024年就砸了60亿人民币,支持宁德时代、比亚迪、一汽、上汽、卫蓝新能源和吉利研发全固态电池,分硫化物和聚合物路线。
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