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新闻上不断有新式电池取得突破，锂电池即将被替代的消息。 作为锂电池领域的投资者，自然对这些新闻异常关心，今天我也整理了一些新闻上经常出现的电池，来跟动力锂电池对比一下，到底谁会革谁的命。 先说结论，对电动车来说，锂电池作为当前的最优选择，仍然独孤求败。其他电池都存在致命弱点，对投资者来说，现在担心动力电池不再使用锂，无异于杞人忧天。 这里先声明一下，对我们投资者来说，所有使用了锂的电池，都算作锂电池。 （一）锂电池的挑战者们（1）钒液流电池（钒电池） 2016年爆出了个钒电池的新闻，攀钢钒钛等一众钒概念股一顿炒作，势头力压天齐锂业、赣锋锂业。 其实钒电池的性能、安全性、可塑性都非常优良，尤其是循环寿命吊打各类电池，但是有个致命的缺陷，能量密度太低，跟铅蓄电池相当，只有15--40Wh/L。 钒液流电池其实也不是什么新技术，也发展了30年了，算是一种很成熟的电池技术，钒电池由于能量密度的问题不可能用于电动车，你要说用在不在乎重量的大规模电网储能，那我没话说。跟钒电池类似，其他液流电池情况也大概如此。  查看原图（2）超级电容 超级电容充放电基于物理作用，跟其他电池主要是化学变化不同。 其实每类电池都有其特有优势，超级电容就是稳定性非常高，寿命也很长，功率密度很大，充电超级快，但还是同样的问题，能量密度太低，君不见能量密度吊打超级电容的磷酸铁锂电池都慢慢在乘用车上不吃香了，补贴可是按照能量密度高低有不同奖励啊。有不少地方用到的超级电容公交车都是跑两站就要充电半分钟。 图为中国中车株洲电力机车有限公司在宁波基地生产的10秒级闪充超级电容公交车：  查看原图（3）锂/镁/铝为代表的金属电池 都是比较小众的电池类型，有两种，一种是金属离子电池，另外一种是金属空气电池。 以铝为例，如果说的是铝离子电池，那么缺陷同样是能量密度，成品电池能量密度大概 40Wh/kg，如此低的能量密度没有任何用在移动设备上的希望。可以说，如果是制造离子电池，那么目前还没有发现比锂更合适的金属了。 如果说的是铝—空气电池，那它是一次性的，不是充电电池，虽然说用完了换个负极还能继续用，但电流太小，还不如氢燃料电池靠谱。据外媒报道，特斯拉汽车公司于2010年12月8日提出了“电动汽车增程混合动力电池组系统”的专利申请，用铝空气电池替代燃油机给锂电池充电，但是直到现在也未见产品。 （4）燃料电池 技术上早就成熟了，效率、能量密度更是大的惊人，难点是成本降不下来，而且燃料（氢）的储存和运输都是问题。 如果能解决燃料储运和电池本身成本问题，基本就是最终极性能的电池了，但是短期看不到什么希望。从中美两个大国不约而同地都选择了锂离子电池就可以看出来，战略层面上看燃料电池还早。战略层面是什么意思？就是20年以上的概念。  查看原图另外下面的这三位革命家对于锂电投资者来说，其实都是锂电池，因为他们都离不开锂，而我们投资的正是锂。最重要的，这三种电池如果量产了，必然对电动车的大规模推广提供推动力，也必然造成锂资源的进一步短缺！ （5）石墨烯电池 这个真不知道怎么说，到目前为止连个严格的定义都找不到。 从新闻上看，有的是在电极材料里面增加点石墨烯改善一下导电和结构特性，但这样的电池还是锂离子电池，只不过改良了一下电极材料而已。三元电池正极材料在不断改善，难道每种都是一类新的电池？ 即使把负极的石墨全部换成石墨烯，也只不过能提升1倍的容量，这还不如掺硅靠谱，硅的理论容量可是石墨的10倍，况且目前影响电池容量的并不是负极容量，而是正极容量。根据高工锂电的说法，石墨烯的振实和压实密度都非常低，成本极其昂贵，根本不存在取代石墨类材料直接用作锂离子电池负极的可能性。相比于锂离子电池，石墨烯在超级电容器尤其是微型超级电容器方面的应用前景似乎稍微靠谱一点点。 2016年有个新闻说西班牙Graphenano公司研究出全球首个石墨烯聚合材料电池，容量是目前市场最好的3倍，充电8分钟，行驶1000公里，寿命是传统电池的2倍，重量是普通电池的一半，成本比锂电池低77%。但这个经不住计算： （6）全固态锂离子电池 聚合物电池的升级版，大家手里的苹果手机用的就是聚合物电池，这个确实有能量密度更高的优势，但是弱点更突出--内阻太大，导致发热太高，这会严重影响电池快冲和大电流放电性能。可知道快速充电的重要性？如果快充站充电2个小时跑100公里你可受得了？另外大电流性能差必然影响电动车性能，总不想买个电动车百公里加速还不如燃油车吧？ 不过很看好这个，关键问题是能不能找到电导率高的固态电解质，改进装配工艺，解决内阻偏大的问题，那么前途无量（据说固态电解质已经找到解决方案了，当前问题是界面电阻降不下来）。 这个电池安全性、便携性都优于目前的锂离子电池，技术也已经基本成熟了。松下、现代、丰田、宁德时代等一众厂商都积极投入力量研究固态电池，预计2020年前能小批量量产。 （7）锂硫电池 当下很热，论文无数，锂硫电池最乐观预计5--10年能用于电动车，当前阶段只能在实验室看到了。 锂硫电池性能很强劲，极有可能成为下一代高性能电池，最近美国SionPower公司在一架无人机上首次使用了锂硫电池，欧洲也有传言开始量产，但真要普及路还很长。 上面的7款电池，除了燃料电池，没有一款能降低动力电池对锂的需求，他们或者离不开锂，或者不适用于电动车。 （二）锂电池进化之路可见，作为当前最成熟的电池之一，锂电池的生命周期还很长。  查看原图（1）锂电池短期仍将继续在三元锂离子电池基础上改善正负极和电解质材料，当前的趋势是正极高镍化，负极掺硅（硅的理论容量接近石墨的10倍），当前影响其容量的真正症结就是正极材料。可用作正极材料研究的化合物很多，总体可以分为四大类： --1-- 过渡金属氧化物（无机材料） --2-- 自由基型聚合物（有机材料） --3-- 有机含硫化合物（有机材料） --4-- 导电聚合物（有机材料） 目前市场上应用的还是无机的过渡金属氧化物正极材料。  查看原图锂离子电池当前还有个趋势是全固态锂离子电池，这个前面已介绍； （2）中期来看，重点在于解决金属锂的结晶问题，改用金属锂做负极； （3）长期来看，锂硫电池可担大任； （4） 从能力密度来看，终极电池应该是氢燃料电池，但这个能不能成问号很大。 下图标示了不同类型锂电池能量密度的高低，请自取，当前大概在300Wh/kg：  查看原图 |
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