电池的发展决定汽车电气化的未来

Anderman博士提出，“如今，严苛的二氧化碳限排规定逼得所有人都不得不开始行动，但问题是汽车厂商到底愿意拿出多少资金，投资一项可能没有收益，或收益很低的项目呢”？

汽车电气化的未来完全取决于电池的发展。如今，锂离子电池的成本正在不断下降，而且电池的能量密度、耐久性和可靠性均有所提升。电池行业的稳步发展让一位电池行业专家非常吃惊，这位专家也立刻承认了自己在6年前的论断是错误的。

电池行业独立咨询师MenahemAnderman博士是著名系列会议先进汽车电池大会（AdvancedAutomotiveBatteryConference，AABC）的创办人，也是SAEInternational混合动力/电动汽车技术研讨会的常客。Anderman博士表示，“电池成本的下降速度完全超过了我的预期。不仅对我个人是这样，很多日本大型电池生产商都是我的长期客户，他们也没有想到电池的成本会下降的这么快。”

2010年，Anderman博士在采访了多家世界优秀电池/电池材料供应商及汽车厂商后，完成了一份具有里程碑意义的电池成本分析报告。他在与的采访中表示，“很多人曾认为，整个行业要10年时间才能将电池的成本控制在$300/kW？h之内，看看吧，现在这已经成为现实了。”

2016年AABC大会期间，国际清洁交通委员会(ICCT)的JohnGerman展示了针对电池成本比较的预估。

Anderman博士表示，只有将电池成本控制在$150-$100/kW？h之间，电动汽车才能真正在成本方面与传统汽车抗衡，进而推动电动移动性的广泛发展。为了实现这一点，我们仍有很多重要工作要做。Anderman博士解释道，尽管能量密度有所提高，“但安全问题仍是电池性能提升中的最大阻碍。”他注意到，6年前的插电式混合动力车简直是一个悲剧，大众、奥迪、BMW和梅赛德斯的混动车要“背负”两套动力系统和一大块电池的成本，但难以想象的是柴油却仍是这些车型的首选动力来源。如今，由于混合动力系统的续航里程更高，一些德国厂商很愿意为各个车型推出混动版。

Anderman博士表示，“这些厂商明白，与纯电动汽车不同，只要他们将混动车的定价控制在同等或略高于传统汽车的水平，并在性能功能上新增一些内容，这些混合动力车实际非常好卖。”

大约一年前，Anderman博士曾根据大多数厂商的信息做出预测，插电式混合动力车的规模将高于纯电动汽车。今年，Anderman的观点并没有改变。与续航里程在200英里左右的电动汽车相比，插电式混合动力车的功能性更高，那有关消费者而言，这就是更加实用的选择了吗？

“如今，严苛的二氧化碳限排规定逼得所有人都不得不开始行动，但问题是汽车厂商到底愿意拿出多少资金，投资一项可能没有收益，或收益很低的项目呢？”Anderman问道，“插电式混动车的成本比常规车型高3000美元，那公司在行动前就会考虑这类车型为公司带来的政策积分是否值3000美元。而目前，电动汽车的情况还尚不清晰。”

在内燃和电动汽车的推进系统之战中，一方是采用了大量先进技术的高级内燃机发动机，比如日产2017款VC-T（上左）采用的可变压缩比技术，和经过升级的尾气处理系统；另一方是精密液冷高压电池组，比如2017款雪佛兰Bolt采用的电池系统。另外随着产量的不断提升，电池组的成本有望继续下降。上左为日产VC-T的截面图

Anderman博士认为，除了一些早期采用者以外，只有当电动汽车价格低于传统内燃机车型时，才真正有可能卖出销量。举个例子，假如特斯拉最终不得不赔本出售Model3，“那他们能坚持赔多长时间？特斯拉心里的算盘可能是借助Model3累计大量电动汽车政策积分，然后再出售这些积分赚钱。”Anderman提出，“但这是一个危险的选择，而且不是长久之计。”

Anderman博士表示，移动设备和电动汽车市场根本没有可比性，因为“iPhone的火爆销售是受到客户需求的推动。”

优化锂离子“系统”

有关各种电池创业公司在开发锂离子电池时面对的困难和失败，Anderman博士并不感到惊讶。他向工程师和相关投资者表示，现在我们真正的考验不是研发，而是制造。

“我不在乎你最新款的电池阳极是什么样子，阴极又是什么颜色。汽车电池行业的生存之道在于提高销量、加快速度、降低缺陷率，以及降低成本。这就是松下及大多数日本厂商成功的原因。”Anderman博士表示，“有人告诉我，他们已经在实验室中将电池密度提升了10%，但这根本没有用。现在重要的是电池寿命、安全，以及在规模生产中降低成本的潜力。”

未来将出现新的“电池技术突破”吗，正如1991年锂离子化学电池的出现，或是更早时期镍氢电池的诞生相同？

Anderman博士解释道，“锂离子电池的优化速度比镍氢电池要快。锂离子电池的伟大之处在于它本身是一个系统，是一个融合了多种技术的集合。你可以随便改阴极、阳极、电解质以及电池的形状，但锂离子电池仍是锂离子电池。”

“我是一个务实的人。我分析了摆在面前的所有障碍，以及假如解决了这些障碍可以得到的收获，然后我认为固态电解质在汽车电池领域并没有太大潜力。假如一切顺利，你顶多可以将性能优化不到50%，而且你还得面对制造和安全方面的挑战。”

另外，考虑到规模和循环寿命的问题，目前Anderman博士也并不非常看好锂硫电池在汽车行业中的应用。他认为，锂空气电池尽管经常受到媒体关注，但事实更像是“一种复杂的想象，而不是真正的燃料动力锂电池。只要你真正去了解这种技术，你就会发现锂空气电池的工作环境恰恰都是锂离子电池应该防止的。”

锂金属电池的情况也相同，“假如你把这种电池和锂离子放在一起，问题就出现了，你也就失败了。”

一些“超级电池厂”可以大幅降低电池的生产成本吗？比如特斯拉与松下位于内华达州Reno市附近的超级厂。“你必须将总产量和一座厂的当地产量区分开来，”Anderman博士解释道，“目前，汽车电池行业的总产量为10-15gW？h，而当总产量达到75到100gW？h时，电池成本就会下降。里诺厂拥有50条并行生产线，可以生产18650或2700系列电池，但相较于我国5到7座正在建设中的分散电池厂，Reno超级厂的影响力如何？我认为可能不是很大。”

前途光明的汽车电池研发

Anderman博士对硅/硅合成物的开发非常感兴趣，比如特斯拉承认公司正在与松下合作开发一种新型电池。

假如将锂离子电池标准石墨电极中硅的比例提高一个百分点，我们就有可能提高电池容量，从而降低电池的单位容量成本。然而，截至目前的相关研究均以电池包“发胀”和失败告终。

特斯拉和松下的工程师开始将量产电池电极中硅的比例从5%提高至10%，采用硅/石墨电极的电池，已经成为电动汽车时代的“热门选择”。如今，特斯拉旗下专为2017款车型设计的P100D电池组售价1万美元，据称每次满冲后的电量为100kW？h，高于目前ModelS和ModelX采用的P90D（每次满充后90kW？h）。

正如Anderman博士的行业分析结果所示，电动汽车的未来真的完全是取决于电池的发展。