鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1413次 | 2021年10月27日
專訪中科院電工所研究員陳永翀:研發(fā)儲(chǔ)能專用鋰離子電池會(huì)成為行業(yè)趨勢(shì)
在全國(guó)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)巡回調(diào)研之后,中科院電工所研究員陳永翀認(rèn)為儲(chǔ)能行業(yè)迎來(lái)了一個(gè)臨界點(diǎn)。
他認(rèn)為,2018年以來(lái),儲(chǔ)能行業(yè)出現(xiàn)很多積極的變化,儲(chǔ)能的春天已經(jīng)到來(lái)。
陳永翀?zhí)岢?,大?a href="/keywords/chuneng/" class = "seo-anchor" data-anchorid=127 target="_blank">儲(chǔ)能電池還要一些根本性的、顛覆性的創(chuàng)新突破,用以適應(yīng)不同儲(chǔ)能場(chǎng)景的應(yīng)用需求,向“低成本,長(zhǎng)壽命,高安全,易回收”的目標(biāo)發(fā)展。
在他看來(lái),儲(chǔ)能行業(yè)的安全問(wèn)題已經(jīng)開(kāi)始出現(xiàn),若不能有效解決安全性問(wèn)題和實(shí)際的使用壽命問(wèn)題,電化學(xué)儲(chǔ)能也可能遭遇“倒春寒”。
儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)生兩大變化
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
在2017年和2018年,您參與了儲(chǔ)能應(yīng)用分會(huì)組織的儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)巡回調(diào)研,您認(rèn)為我國(guó)儲(chǔ)能市場(chǎng)發(fā)生了什么大的變化?
陳永翀:嚴(yán)格意義上講,我國(guó)還沒(méi)有出現(xiàn)真正意義的儲(chǔ)能市場(chǎng),但儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的春天已經(jīng)到來(lái)了。相比2017年,儲(chǔ)能應(yīng)用的一個(gè)很大變化是電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能的迅速崛起。2018年,電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能有較大進(jìn)展,重要是電網(wǎng)公司作為主導(dǎo)推動(dòng)了多個(gè)項(xiàng)目。相比較而言,用戶側(cè)儲(chǔ)能的發(fā)展相對(duì)慢速。
從電池角度來(lái)看,很多電池公司,面對(duì)動(dòng)力鋰離子電池產(chǎn)量過(guò)剩的局面,也想給電池找一個(gè)新的應(yīng)用領(lǐng)域,儲(chǔ)能成了大家看好的一個(gè)應(yīng)用方向。不過(guò),動(dòng)力鋰離子電池與儲(chǔ)能電池的技術(shù)路線應(yīng)該分開(kāi),未來(lái)會(huì)出現(xiàn)專門針對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)景的各類儲(chǔ)能專用電池。2018年,退役動(dòng)力鋰離子電池的梯次利用也成為行業(yè)討論的熱點(diǎn)問(wèn)題。我認(rèn)為,退役動(dòng)力鋰離子電池“由大到小”的梯次利用是可能的,已經(jīng)有很多公司在積極布局嘗試;但退役動(dòng)力鋰離子電池“由小到大”應(yīng)用到兆瓦級(jí)儲(chǔ)能電站是不可行的,會(huì)面對(duì)相當(dāng)多的問(wèn)題。而且,即使是拆解后“由大到小”的梯次利用,也要很好地規(guī)范監(jiān)管,否則會(huì)出現(xiàn)不可控的灰色產(chǎn)業(yè)鏈,給社會(huì)帶來(lái)巨大的安全隱患和行業(yè)災(zāi)難。
回顧2018年,您認(rèn)為我國(guó)電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)生了什么大的變化?
陳永翀:研發(fā)層面,大家已經(jīng)開(kāi)始普遍意識(shí)到儲(chǔ)能電池與動(dòng)力鋰離子電池的不同,意識(shí)到要根據(jù)儲(chǔ)能應(yīng)用場(chǎng)景的不同需求,開(kāi)發(fā)各類專用儲(chǔ)能電池。而在此之前,很多研究人員是以技術(shù)為中心,而不是以問(wèn)題為中心,開(kāi)展似是而非的儲(chǔ)能電池研究工作。這一點(diǎn),在2018年有很大的改觀。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
應(yīng)用層面,電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)的變化重要反映在成本的快速下降,儲(chǔ)能電池的招標(biāo)價(jià)格已經(jīng)降到了1元/wh左右。當(dāng)然,未來(lái)還要從全產(chǎn)業(yè)鏈角度進(jìn)一步考慮電化學(xué)儲(chǔ)能的運(yùn)維成本和回收成本。
電池技術(shù)要顛覆性創(chuàng)新與突破
您認(rèn)為,大型儲(chǔ)能電池還要一些根本性的、顛覆性的創(chuàng)新突破,用以適應(yīng)不同儲(chǔ)能場(chǎng)景的應(yīng)用需求,向“低成本,長(zhǎng)壽命,高安全,易回收”的目標(biāo)發(fā)展。能否具體解釋一下?
陳永翀:現(xiàn)有動(dòng)力和儲(chǔ)能鋰離子電池是由手機(jī)電池等微小型電池漸進(jìn)式發(fā)展而來(lái),除了將電池體積變大以外,還沒(méi)有脫離小型電池粘接涂布薄膜電極結(jié)構(gòu)和內(nèi)部并聯(lián)極耳引出結(jié)構(gòu)的核心設(shè)計(jì)思路,這給大型儲(chǔ)能用鋰離子電池的一致性設(shè)計(jì)造成了根本性的難題。另外,電池制造成本居高不下,使用存在安全隱患,電池報(bào)廢后的回收處理也非常困難。因此,有必要徹底脫離原有小型電池的設(shè)計(jì)思路,研究顛覆性的大型儲(chǔ)能電池結(jié)構(gòu)技術(shù),并結(jié)合材料技術(shù)創(chuàng)新,研究低成本的制造技術(shù)、安全延壽的修復(fù)技術(shù)和綠色環(huán)保的回收技術(shù),開(kāi)發(fā)各類容量型儲(chǔ)能電池、功率型儲(chǔ)能電池和能量型儲(chǔ)能電池,以滿足不同儲(chǔ)能應(yīng)用場(chǎng)景的需求,支撐儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新突破發(fā)展。
儲(chǔ)能系統(tǒng)的安全性已經(jīng)成為一個(gè)重要話題,您對(duì)此有什么建議?
陳永翀:現(xiàn)在業(yè)內(nèi)對(duì)安全的重視程度還不夠,我們也擔(dān)心一旦出現(xiàn)規(guī)模性的事故爆發(fā),行業(yè)的發(fā)展將會(huì)遇到“倒春寒”。目前,行業(yè)已經(jīng)開(kāi)始改進(jìn)產(chǎn)品,重視消防設(shè)計(jì),新增安全消防措施,但目前在這方面還沒(méi)有很好的辦法,外在的消防措施很難有實(shí)質(zhì)性的幫助。
從儲(chǔ)能電池類型來(lái)看,假如打分的話,目前儲(chǔ)能用鋰離子電池的安全性能在及格線60分上下的水平。合格的磷酸鐵鋰離子電池高于60分,一些做得不好的磷酸鐵鋰離子電池和三元電池可能達(dá)不到60分。
大型儲(chǔ)能電池的安全性能要想有實(shí)質(zhì)性的進(jìn)步,必須實(shí)現(xiàn)電池內(nèi)部可控,這也是我們研發(fā)新型儲(chǔ)能電池很重要的一個(gè)研究方向。不能等到電池冒煙起火再解決儲(chǔ)能系統(tǒng)的安全問(wèn)題,未來(lái)一定要從內(nèi)部控制電池變化,徹底解決電池短路造成的熱失控問(wèn)題,這方面要電池技術(shù)的顛覆性創(chuàng)新與突破。
展望2019年,你對(duì)儲(chǔ)能市場(chǎng)有何預(yù)測(cè)?
陳永翀:電網(wǎng)儲(chǔ)能正在成為電力系統(tǒng)的“剛需”,根本原因在于我國(guó)新能源電力的快速發(fā)展,風(fēng)電和光伏發(fā)電已經(jīng)成為僅次于火電和水電的第三大電力來(lái)源。另外,隨著電化學(xué)儲(chǔ)能成本的快速下降,儲(chǔ)能在原來(lái)缺乏競(jìng)爭(zhēng)力的領(lǐng)域也逐漸擁有競(jìng)爭(zhēng)力。隨著示范和商業(yè)項(xiàng)目的增多,電網(wǎng)系統(tǒng)也會(huì)形成使用習(xí)慣,儲(chǔ)能將成為剛需。
抽水蓄能仍將是儲(chǔ)能尤其是電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能的絕對(duì)主力,但專門的儲(chǔ)能電池會(huì)成為趨勢(shì)并得到快速發(fā)展。
儲(chǔ)能是新能源領(lǐng)域技術(shù)產(chǎn)業(yè)的第三次爆發(fā),我國(guó)儲(chǔ)能的發(fā)展取決于能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的程度和電力體制改革的深度。儲(chǔ)能的價(jià)值已經(jīng)逐漸被發(fā)現(xiàn),但是儲(chǔ)能的價(jià)格沒(méi)有被很好地表達(dá)。因此要結(jié)合電力體制改革,“還原能源的商品屬性”,在價(jià)格政策方面盡可能豐富地體現(xiàn)儲(chǔ)能的價(jià)值。
當(dāng)然,政策是輔助,市場(chǎng)是主體,因此要充分吸取光伏產(chǎn)業(yè)和新能源汽車產(chǎn)業(yè)政策制定方面的相關(guān)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),防止出現(xiàn)過(guò)度的政策依賴和補(bǔ)貼依賴,以促進(jìn)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。