鋰電世界  最近，復旦大學教授吳宇平壓力很大。

    3月中旬，他的一項關于水系鋰電池的最新研究成果，被多家媒體誤讀為“電動車充電10秒可跑400公里”，如果真是這樣，就意味著尚存諸多技術難題的純電動車產業(yè)一夜之間看見了曙光。

    因此，有行業(yè)分析立即指出，鋰資源、鋰電池材料和鋰電池制造的產業(yè)鏈上市公司將被爆炒。果然，受此消息提振，鋰電池概念股表現(xiàn)強勢，多只個股一度飆升到兩市漲幅榜前列。

    然而，這一消息很快遭遇業(yè)內專家的質疑，“這就像水變油一樣，在科學上是不成立的?！睆偷┐髮W黨委宣傳部向《財經》記者出具材料，認為出現(xiàn)這樣的結果，起始于媒體的錯誤解讀，然后被股市莊家和券商借用炒作。

    吳宇平課題組的這項實驗室成果為一種新型水鋰電池。實驗室數(shù)據顯示，其能量密度比同樣大小的傳統(tǒng)鋰電池高出80%，能量效率高達95%。這一研究成果發(fā)表于3月7日《自然》出版集團旗下的網絡開放期刊《科學報道》(Scientific Reports)。

    一項實驗室成果被夸大成為炒作題材，從另外一個角度看，正說明鋰電池行業(yè)缺乏激動人心的進展，特別是動力鋰電池存在著諸多技術瓶頸，造成純電動車市場踟躕不前，而且這種障礙將長期存在。

    被夸大的成果

    3月13日，本是吳宇平的一個大日子。復旦大學新聞中心邀請多家媒體對“水鋰電”成果進行集體采訪。

    傳統(tǒng)鋰電池的工作原理，是依靠鋰離子在正負電極之間的遷移而產生電流。所使用的電解液多為有機溶劑，對水分的要求非?？量?，因為鋰的化學性質很活潑，跟水接觸會發(fā)生劇烈反應，釋放出易燃易爆的氫氣，所以1噸重的電解液中，水含量不能超過15克。如果水分控制不好，鋰電池在使用中會像烤面包一樣鼓脹起來，只能報廢。

    吳宇平課題組反其道而行之，選用水溶液制作鋰電池。其創(chuàng)新點在于：在金屬鋰外面包覆一層高分子材料和無機材料制成的復合膜，然后將其置于普通水溶液中，相比粘性很大的有機電解液，鋰離子在粘性很小的水里奔跑能提速10倍到100倍，因而具備快速充放電的能力。

    在介紹“水鋰電”的特性時，吳宇平舉例說，如果充電設備符合要求，從實驗室結果看，6秒左右可以充滿55%的電量；未來用于汽車上，電池充滿后有望行駛200公里－400公里。

    對此，一些業(yè)內人士認為，新型水鋰電沒有進行過裝配實驗，就預計電動車可跑200公里－400公里，這種說法非常不嚴謹。按照復旦大學新聞中心主任方明的說法，這組數(shù)據又經媒體進一步推演和嫁接后，最終被錯誤表述為，“電動車充電10秒可跑400公里。”

    這個說法的荒謬之處在于：按目前純電動車的技術水平，行駛400公里大約需要70度(千瓦時)的電量，10秒鐘充滿，就需要25兆瓦的充電功率，這相當于一座小型電廠的發(fā)電功率；而且，根本沒有電線能夠勝任這項輸電任務；此外，在短時間內注入這么大的能量，很有可能引發(fā)電池爆炸。

    復旦大學化學系內部就此次事件組織了科學討論會，結論是水鋰電作為探索方向有前景，但距離形成實用產品有差距。

    實際上，復旦大學在宣傳中也不無夸大之嫌，比如將刊發(fā)論文的刊物稱為《自然》的子刊，其實這本新創(chuàng)的網絡開放期刊跟《自然》雜志只擁有共同的出版商，影響力根本無法同頂尖科技期刊——《自然》相提并論。

    中國科學院物理研究所清潔能源中心研究員李泓認為，科研人員當然要竭力維護自己的研究成果，但科學家還要保持平常心。

    技術進步是一個漫長的過程。世界范圍內，鋰電池能量密度的進步速度為每年提高3%－5%。在鋰電池的很多技術方向上，學術界甚至還沒有形成共識。以電池的體積為例，有些企業(yè)認為應把單個電池做大，這樣電動車的電池組就會使用較少的電池；而有些企業(yè)則認為單個電池應該做小。到底哪個好，現(xiàn)在沒有結論，但這兩種路徑顯然又差別很大。

    然而，在鋰電池研究領域，卻不時冒出突破性的消息。諸如，將能量密度提高很多，在短時間內能夠充放電多少次，事實證明很多研究都難以產業(yè)化。李泓說，“進步是漸變的，不是跳躍性的。”

    壽命短成本高

    媒體報道后，工信部和上海市政府有關部門、幾家骨干國企都上門了解情況，并現(xiàn)場觀看了實驗演示，對水鋰電的發(fā)展方向表示肯定，亦有企業(yè)表達了合作研究的興趣。

    要將這項研究成果產業(yè)化，起碼需要五年至十年時間、幾億元的投資，其間還會遇到很多研究者難以預料的關口。

    在清華大學核能與新能源技術研究院鋰離子電池實驗室主任何向明看來，吳宇平的探索開拓了新思路，但只是一個實驗室成果，遠不能稱之為技術，跟電動車產業(yè)關系甚遠。而吳宇平也擔心，國內企業(yè)特別是民營企業(yè)，對科技成果轉化的難度認識不夠，心態(tài)較急，認為只要花幾千萬元買下來，就立刻可以生產。

    因為與龐大的汽車業(yè)搭上了界，鋰電池被公認為是最有希望的動力電池。目前就技術而言，純電動車似乎也沒有其他選擇，必須依靠鋰電池的發(fā)展。

    但鋰電池的一個突出矛盾就是能量密度低，且進步緩慢。電池的能量密度指單位體積或質量所儲存的電能。能量密度越高，產品使用時間越長，體積也越小而輕便。

    鋰電池另一致命的缺點是，使用壽命也不盡如人意。純電動車的電池系統(tǒng)是由多個單體電池串并聯(lián)組成電池組，再由若干電池組形成的電池包。北京化學試劑研究所高級工程師廖紅英表示，就像“木桶原理”，性能最弱的單個電池決定了這個電池包的壽命，“若有一個害群之馬，整個電池包可能就會停止工作”。

    在純電動車的制造成本中，電池占到40%－60%。一般汽車是15年的使用壽命，純電動車中鋰電池的使用年限僅5年。一輛普通家用轎車的價格約10萬元，如果購買相同配置的純電動車，則要再支付10萬元的電池成本，這讓消費者難以接受。

    電動自行車領域也是這樣，雖然鋰電池的能量密度、循環(huán)充電次數(shù)都大大優(yōu)于鉛酸電池。但鉛酸電池的更換成本平均為450元左右，鋰電池則為1000元左右，因此鋰電池僅占據了2.5%的市場份額。

    《2012年中國鋰離子電池產業(yè)研究》顯示，中國是世界上除日本外最大的鋰電池生產國及主要消費國，規(guī)模達到397.4億元。其中筆記本電腦占23%，手機占50%，為最大應用領域。但是，何向明認為，動力鋰電池只發(fā)展了十年時間，是仍處于早期的幼稚產業(yè)。

    安全性，也是影響消費者信心的重要因素。在2013年1月的兩周內，波音787連續(xù)發(fā)生兩起與電池有關的事故。2011年，杭州眾泰純電動出租車自燃事件、雪佛蘭沃藍達新車碰撞后電路起火事件，問題都出在電池上。

    北京科技大學材料科學與工程學院教授趙海雷向《財經》記者介紹，當電動車發(fā)生碰撞事故時，如果電池組受到撞擊短路，就有可能導致起火、爆炸。甚至有的電池組充放電次數(shù)多了，也會有類似問題。

    目前純電動車使用的鋰電池，都沒有從本質上解決安全性問題。清華大學汽車工程開發(fā)研究院常務副院長宋健曾表示，從原理來講，高壓電伏是威脅電動車安全性能的主要因素，到現(xiàn)在為止，世界上還沒有任何一項技術能從根本上解決這個難題。

    補貼應理性

    鋰電池之所以被業(yè)界看好，主要是環(huán)保考量。中國政府針對鉛酸電池企業(yè)進行了大力整頓，2013年3月26日，工信部、環(huán)保部、商務部、發(fā)改委和財政部發(fā)布文件，把鉛酸電池和再生鉛產業(yè)作為淘汰落后產能的重點行業(yè)。此前兩年，全國排查了鉛酸電池企業(yè)1962家，81%的企業(yè)被關停。

    鉛酸電池造成的環(huán)境污染，主要發(fā)生在企業(yè)不規(guī)范的生產過程和回收處理環(huán)節(jié)。同理，盡管鋰電池被認為是綠色電池，但是，如果不進行回收處理，一樣會污染環(huán)境。鉛酸電池的回收甚至比鋰電池做得好，因為鉛酸電池中的鉛有回收價值，而鋰電池回收在經濟上并不劃算。

    鋰電池還必須面對一個難堪的現(xiàn)實：鋰電池的所有原始專利，幾乎都掌握在美、日、韓手中。據何向明介紹，美國長于原創(chuàng)，產業(yè)則是日、韓各有優(yōu)勢。中國電動車企業(yè)沒有原始專利，沒有核心的知識產權，一出口就會遭遇專利問題，這對中國研發(fā)鋰電池技術很不利。

    但是，“官員們不愛聽這話，他們愿意相信中國人通過勤奮很快就能創(chuàng)造世界一流”，一位鋰電池研究者抱怨。他認為，應該認清中國在技術上的差距，在電池的研發(fā)上多下功夫。

    科技部部長萬鋼，是電動車的力挺者。在2013年的全國“兩會”上，他乘坐一輛銀色的純電動車出席多場會議。“十二五”期間，他主政的科技部將安排專項資金30億元，用于支持電動車的科研。

    現(xiàn)在，純電動車基本都是政府示范項目，從政策層面獲得的支持力度相當大。2010年6月，財政部、科技部、工信部、國家發(fā)改委聯(lián)合發(fā)布了《關于開展私人購買新能源汽車補貼試點的通知》，確定在上海、長春、深圳、杭州、合肥五個城市啟動私人購買新能源汽車補貼試點工作，對純電動車每輛最高補貼6萬元。政策主要補貼的就是電池成本。

    根據中國汽車工業(yè)協(xié)會的統(tǒng)計數(shù)據，最近兩年中國電動汽車銷量僅為27432輛，其中絕大部分是公共采購，共23032輛，私人購車數(shù)量僅4400輛。《節(jié)能與新能源汽車產業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012-2020年)》曾提出，到2015年，國內純電動車和插電式混合動力汽車累計產銷量力爭達到50萬輛，但實際銷售數(shù)據與此目標相去甚遠。

    美國也面臨相同情況。根據綠色汽車網站Hybridcars的數(shù)據，2012年，美國共銷售出了48.8萬輛混合動力汽車、插電式混合動力汽車和純電動汽車，僅占美國汽車銷量的3.3%。

    美國總統(tǒng)奧巴馬曾在2011年國情咨文中提出，到2015年，美國要實現(xiàn)電動汽車累計銷量超百萬輛。不過，在2013年初，美國能源部不得不宣布，這一目標將被放棄，要制定出更切合實際的戰(zhàn)略目標。

    美國政府已經從追求產業(yè)銷售數(shù)據，轉向在未來九年內致力于推動先進技術發(fā)展，降低電動汽車制造成本，其具體目標是在，2015年將鋰電池的成本從目前的每千瓦時650美元降至300美元。

    麥肯錫預測，到2020年，鋰電池汽車市場將具有競爭力?，F(xiàn)在的情況是，“政治家準備好了，但電池沒準備好。”李泓說。