鉅大LARGE | 點擊量:743次 | 2019年03月05日
鋰離子電池的終極目標(biāo)
“未來五年,鋰電池行業(yè)將迎來大發(fā)展,或能持續(xù)十年的好光景。而以三元主導(dǎo),金屬固態(tài)電池將獲得進(jìn)一步發(fā)展?!敝囯姴牧霞爱a(chǎn)業(yè)化專家肖向前日前表示。3月30-31日,“2018中國新能源汽車動力電池先進(jìn)技術(shù)高峰論壇”在上海舉辦;在活動間隙,肖向前接受了記者的采訪,深入分析了未來鋰電材料及新能源行業(yè)的發(fā)展方向。
近幾年,全球新能源汽車產(chǎn)業(yè)取得爆發(fā)性增長。我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)受政策扶持,2017年銷量高達(dá)77.7萬輛。受益于電動汽車爆發(fā)式發(fā)展,動力類電池需求增長速度遠(yuǎn)超過3C數(shù)碼類和儲能類電池,未來市場空間巨大。預(yù)計2020年,中國動力鋰電池產(chǎn)業(yè)規(guī)模有望突破1600億元,可以說中國鋰電市場已經(jīng)提前步入動力電池驅(qū)動時代。
肖向前深耕新能源領(lǐng)域20年,現(xiàn)為青島乾運(yùn)高科新材料股份有限公司高管。當(dāng)回顧鋰電池行業(yè)的發(fā)展,肖向前感嘆這幾年的進(jìn)步之快,可以用“驚人”“飛速”來形容。
1972年,M.StanleyWhittingham等人聯(lián)合研發(fā)鋰離子電池,然而在30年左右的時間里都處于實驗室階段,由于技術(shù)和成本等因素,無法實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化。一直以來,動力電池還是由鉛酸電池主導(dǎo),隨著電子產(chǎn)品的發(fā)展,固態(tài)電池或膠體電池有了長足的進(jìn)步,3C行業(yè)主要用鎳氫電池,但其能量密度受制于材料本身的局限性,成本無法有效大幅降低,循環(huán)次數(shù)及“記憶性”使其壽命大大受限,環(huán)保等一系列問題決定了這只能是階段性使用,必須開拓新的方向。
進(jìn)入21世紀(jì),經(jīng)歷長期的摸索,業(yè)內(nèi)逐漸確立了鋰離子電池的發(fā)展方向,但在具體方向上還沒有確立,仍處于摸索狀態(tài)?!耙虍?dāng)時的技術(shù)原因,主要用鈷酸鋰做正極材料,但鈷酸鋰價格昂貴、有很大的毒性、環(huán)境污染大、循環(huán)性能差,也只能暫時用于3C電池,手機(jī)和筆記本電腦及其它便攜式電子設(shè)備的電池多是鈷酸鋰作為正極材料制備的?!毙は蚯敖榻B說,“新能源汽車及儲能行業(yè)使用量較大,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于3C行業(yè),鈷酸鋰用鈷量大,而鈷的有限性也難以支撐?!?br/>
隨著鋰電池大方向基本明確,空間巨大,只是具體金屬配比方向上需要技術(shù)探索。為此,我國在2004-2006年出現(xiàn)了第一波發(fā)展熱潮,就像當(dāng)初光伏行業(yè)一樣的熱潮,但它還算健康,并非簡單盲目。以比亞迪為代表的公司大力投入,當(dāng)時單是比亞迪就宣布投入50億元進(jìn)行磷酸鐵鋰的研發(fā)。國際上,日本三井、松下,韓國三星領(lǐng)先,國內(nèi)同它們差距兩年左右。
“因投資有過熱之嫌而廣為業(yè)內(nèi)詬病,但投資極大地促進(jìn)了技術(shù)進(jìn)步,使中國成為鋰電行業(yè)主要國家。同時,技術(shù)進(jìn)步、國家政策、國內(nèi)市場、潛在需求等決定了行業(yè)相對健康,不會走光伏行業(yè)的老路?!毙は蚯罢J(rèn)為,隨后行業(yè)盡管進(jìn)入整合期,但技術(shù)進(jìn)步?jīng)]有停下腳步,磷酸鐵鋰、錳酸鋰的逐漸成熟,推動了行業(yè)的發(fā)展。2010年前后,業(yè)內(nèi)逐漸認(rèn)識到三元和錳酸鋰將是具有前景的鋰電池正極材料。經(jīng)歷兩輪整合后,2015年國家公布新能源汽車發(fā)展政策,補(bǔ)貼力度較大,行業(yè)迎來大發(fā)展機(jī)會。
肖向前表示,三元方向明確,同時伴隨著技術(shù)的快速進(jìn)步,近年來電池的成本平均以15-20%的速度下降,很快將達(dá)到不用補(bǔ)貼電動車也有競爭力的時代。三元是個廣義的概念,目前國內(nèi)主流的523將過度到622,當(dāng)然622也是個過度,最后將升級到811。高鑷三元NCA鎳鈷鋁酸鋰、NCM鎳鈷錳酸鋰等實驗室技術(shù)續(xù)航里程可達(dá)500公里,特斯拉宣布近900公里,5V錳酸鋰也是正極材料的一大突破,但配套技術(shù)還需要突破,如高端電解液、電芯等。
在肖向前看來,現(xiàn)在國內(nèi)和國外的差距主要在純度上,在成品率上,所以做出的高端電池價格不占優(yōu)勢。行業(yè)技術(shù)進(jìn)步之快,每年都有明顯的進(jìn)步,甚至按季度計,結(jié)合材料易得、安全性、低成本、比容量、便攜性、使用方向等需求,未來必將是依需求不同的百花齊放式發(fā)展。而負(fù)極材料也將發(fā)生大的變化,金屬固態(tài)鋰電池將可能是非常有潛力的方向。“當(dāng)前磷酸鐵鋰、三元等鋰離子電池在放電過程中,電芯溫度逐漸上升,絕對的安全性難以通過電池自身解決,金屬鋰固態(tài)電池是鋰電的終極目標(biāo)。”
“行業(yè)的未來必將更加成熟,前景更加光明,能源將發(fā)生革命性變化,可再生、分布式、儲能系統(tǒng)、智能化將形成全新的綠色能源生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)?!毙は蚯芭袛嗾f。
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