動(dòng)力電池作為電動(dòng)汽車(chē)的核心部件,占全部乘用車(chē)生產(chǎn)成本的40%-60%。電池技術(shù)和電池產(chǎn)業(yè)受到了國(guó)家越來(lái)越多的重視,其背后的重要原因就是它們都把電池與新能源革命聯(lián)系在一起,給電池產(chǎn)業(yè)提供了極大的想像空間和廣闊的發(fā)展前景。

鋰產(chǎn)業(yè)大咖青海聚首 構(gòu)建可持續(xù)發(fā)展的新生態(tài)

目前,我國(guó)已成為全球最大的電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)。電動(dòng)汽車(chē)關(guān)鍵部件之一是動(dòng)力電池,電池技術(shù)的進(jìn)步和安全性的完善,關(guān)系著電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)化的成敗。作為動(dòng)力電池的核心材料,鋰資源產(chǎn)業(yè)也隨著我國(guó)新能源汽車(chē)的快速發(fā)展成為一片新藍(lán)海。 

為進(jìn)一步深入探討鋰資源在電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域的應(yīng)用,6月20-21日,中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)百人會(huì)與青海省人民政府、科學(xué)技術(shù)部、工業(yè)和信息化部共同主辦了“鋰產(chǎn)業(yè)-新生態(tài)”國(guó)際高峰論壇,與會(huì)嘉賓就建立健全完善的鋰資源供給體系,構(gòu)建鋰產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展新生態(tài),以及電池技術(shù)與鋰資源高效利用等相關(guān)問(wèn)題展開(kāi)了討論。 

新能源汽車(chē)發(fā)展 帶動(dòng)動(dòng)力電池增長(zhǎng) 

“我國(guó)亟須改變交通能源結(jié)構(gòu),化解能源環(huán)境矛盾”,中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)百人會(huì)理事長(zhǎng)陳清泰表示,電動(dòng)汽車(chē)是我國(guó)迎接新能源革命的一個(gè)支撐點(diǎn),能夠帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級(jí),也是圓中國(guó)人汽車(chē)夢(mèng)的一種可行途徑,因此,國(guó)家已經(jīng)把電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展上升到國(guó)家戰(zhàn)略。 

陳清泰指出,動(dòng)力電池作為電動(dòng)汽車(chē)的核心部件,占全部乘用車(chē)生產(chǎn)成本的40%-60%。電池技術(shù)和電池產(chǎn)業(yè)受到了國(guó)家越來(lái)越多的重視,其背后的重要原因就是它們都把電池與新能源革命聯(lián)系在一起,給電池產(chǎn)業(yè)提供了極大的想像空間和廣闊的發(fā)展前景。 

數(shù)據(jù)顯示,2015年我國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)量達(dá)到37.9萬(wàn)輛,動(dòng)力電池整體出貨量達(dá)到15.7GWH,比上年增長(zhǎng)了3倍多。受益于鋰電池需求旺盛以及南美鹽湖鋰產(chǎn)能減產(chǎn)等因素,國(guó)內(nèi)電池級(jí)碳酸鋰平均價(jià)格由2014年6月的3.9萬(wàn)元/噸,一路上漲到了2015年12月的12.9萬(wàn)元/噸,累計(jì)漲幅達(dá)到230%。據(jù)統(tǒng)計(jì),目前我國(guó)已經(jīng)成為世界上最大的鋰資源消費(fèi)國(guó)。 

國(guó)務(wù)院發(fā)展研究中心企業(yè)所副所長(zhǎng)、研究員,中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)百人會(huì)首席專家張永偉介紹,以純電動(dòng)汽車(chē)和插電式電動(dòng)汽車(chē)為主要技術(shù)路線的中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng),從規(guī)模上看是全球增速最快的。他同時(shí)指出,目前,國(guó)際上認(rèn)為以氫為主導(dǎo)的燃料電池電動(dòng)汽車(chē)是未來(lái)的主攻方向,我國(guó)在研發(fā)上也在密切跟進(jìn)。 

在比亞迪股份有限公司董事局主席兼總裁王傳??磥?lái),電動(dòng)汽車(chē)目前主流還是鋰電池驅(qū)動(dòng),即使是燃料電池,也需要一塊鋰電池。所以,對(duì)鋰資源的需求量會(huì)很大。“根據(jù)國(guó)家‘十三五’規(guī)劃,到2020年中國(guó)新能源汽車(chē)?yán)塾?jì)要達(dá)到500萬(wàn)臺(tái)。實(shí)際上,按照目前2500萬(wàn)臺(tái)燃油車(chē)的30%計(jì)算,就是750萬(wàn)臺(tái)電動(dòng)汽車(chē)。這個(gè)巨大的數(shù)字,會(huì)帶來(lái)多少業(yè)界的變動(dòng),多少新的業(yè)態(tài)、新的機(jī)遇,以及鋰電池、鋰資源的需求?”王傳福表示,電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展不僅帶來(lái)鋰資源的發(fā)展機(jī)遇,鎂、銅等資源會(huì)變得較為緊缺,未來(lái)將會(huì)重新布局。 

高速發(fā)展現(xiàn)隱憂 電池安全性能不容忽視 

最近幾年,國(guó)家頻頻出臺(tái)促進(jìn)電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的利好政策,確實(shí)帶來(lái)了電動(dòng)汽車(chē)的爆發(fā)式增長(zhǎng)。不過(guò),陳清泰指出,在利好政策推動(dòng)下,不少汽車(chē)企業(yè)忙著上產(chǎn)量,一定程度上降低了對(duì)質(zhì)量的要求。而電池零部件企業(yè)承受著巨大的交貨壓力,為了保供應(yīng),有些企業(yè)降低了質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),放松了管理,放緩了對(duì)技術(shù)研發(fā)推進(jìn)的步伐。“這種現(xiàn)象令人擔(dān)心,也非常危險(xiǎn)。一旦出現(xiàn)惡性事件,對(duì)整個(gè)產(chǎn)業(yè)將造成很大的傷害”,他對(duì)此表示擔(dān)憂。 

作為電動(dòng)汽車(chē)的核心零部件,動(dòng)力電池的安全性能是不能忽視的。天津力神電池股份有限公司副總裁高俊奎認(rèn)為,應(yīng)該在保證電動(dòng)汽車(chē)安全、高可靠性的前提下,再考慮怎樣提高電池的比能量和續(xù)航里程。他指出,從磷酸鐵鋰到三元材料再到到NCA,電池的比能量得到提升,雖然能解決“里程焦慮”,但電池的安全性卻在降低。他表示,電動(dòng)汽車(chē)廠要非常清楚地認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn),不要唯高能量是從,采用成熟的體系、選擇可靠的電池才是成功之道。 

據(jù)寧德時(shí)代新能源科技股份有限公司總裁黃世霖介紹,為保證安全性能,寧德時(shí)代在產(chǎn)品路線上非常清晰。公司為儲(chǔ)能、動(dòng)力電池系統(tǒng)以及商用客車(chē)的動(dòng)力電池系統(tǒng)選擇磷酸鐵鋰體系。而在乘用車(chē)動(dòng)力電池系統(tǒng)里面,包括純電動(dòng)、插電式混合動(dòng)力,現(xiàn)在的微混系統(tǒng),則選擇三元材料的體系來(lái)開(kāi)拓產(chǎn)品。 

LG化學(xué)也十分強(qiáng)調(diào)電池的安全性,為了保證安全,LG化學(xué)通過(guò)電池包的設(shè)計(jì)來(lái)減少動(dòng)力電池的安全隱患。 

三星SDI也同樣注重電池安全,認(rèn)為安全的關(guān)鍵工作在模組和電池包。三星SDI株式會(huì)社副社長(zhǎng)鄭世雄表示,電池包方面的研究和設(shè)計(jì)非常復(fù)雜,三星SDI在世界各地有大約3000位研究人員,一直致力于研究電池包當(dāng)中電池管理和溫度管理的可靠性。 

動(dòng)力電池技術(shù)及工藝仍需突破 

“動(dòng)力電池的爆發(fā)性需求已延伸到正極、負(fù)極和隔膜、電解液等相關(guān)材料產(chǎn)業(yè),以及上游鋰礦資源”,北京理工大學(xué)能源與環(huán)境材料學(xué)科首席教授吳峰認(rèn)為,在工信部提高準(zhǔn)入門(mén)檻后,我國(guó)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)將面臨新一輪的洗牌,從幾千家企業(yè)優(yōu)勝劣汰為上百家。能量密度、安全性、壽命、成本仍然是動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要制約因素,材料、電池和工藝有待創(chuàng)新。 

陳清泰也指出,動(dòng)力電池行業(yè)前沿競(jìng)爭(zhēng)的核心是技術(shù)競(jìng)爭(zhēng),要舍得在研發(fā)上投入,一旦實(shí)現(xiàn)突破,就能掌握競(jìng)爭(zhēng)的主動(dòng)權(quán),獲取豐厚的收益。從中長(zhǎng)期看,決定中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的首要因素,不是急速擴(kuò)大的生產(chǎn)能力投入,而是持續(xù)積累的技術(shù)突破,是越來(lái)越強(qiáng)的產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。未來(lái),能站住腳的不一定是今天產(chǎn)能規(guī)模最大的企業(yè),而是技術(shù)水平最高、技術(shù)能力最強(qiáng)的那些公司。 

中國(guó)電子科技集團(tuán)第18研究所電池檢測(cè)中心主任肖成偉指出,通過(guò)國(guó)內(nèi)外動(dòng)力電池技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀的比較發(fā)現(xiàn),國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)的鋰離子電池單體的技術(shù)水平與國(guó)外基本處于同一水平,但在產(chǎn)品一致性、系統(tǒng)集成技術(shù)、生產(chǎn)線自動(dòng)化程度方面需要加緊追趕。他認(rèn)為,通過(guò)政府對(duì)新能源汽車(chē)的支持,以及各方對(duì)鋰電池的技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化技術(shù)的研發(fā),國(guó)內(nèi)與國(guó)外的差距在逐步縮小。他還指出,從動(dòng)力電池發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看,正極材料有層狀結(jié)構(gòu)、尖晶石結(jié)構(gòu)和橄欖石型結(jié)構(gòu),其中高密度的三元材料現(xiàn)在是研發(fā)產(chǎn)業(yè)化的熱點(diǎn)。而負(fù)極材料方面有碳材料、金屬氧化物材料、合金材料,其中在合金類材料里,硅碳負(fù)極材料是研發(fā)的熱點(diǎn)。 

同樣是對(duì)于電池生產(chǎn)工藝,中科院物理研究所研究員黃學(xué)杰表示,“從實(shí)驗(yàn)室的概念到實(shí)際應(yīng)用需要非常長(zhǎng)的時(shí)間,所以大家不要對(duì)石墨烯電池短期內(nèi)應(yīng)用抱太大的希望?!彼J(rèn)為,目前國(guó)內(nèi)非常關(guān)注動(dòng)力電池能量密度,但其實(shí)有八個(gè)以上的指標(biāo)需要得到關(guān)注和提高,“300瓦時(shí)/公斤應(yīng)該成為電池企業(yè)的奮斗目標(biāo),但是不要成為新能源汽車(chē)的參考目標(biāo)?!?nbsp;

正如黃世霖所言,動(dòng)力電池的研發(fā)和生產(chǎn)是一個(gè)技術(shù)密集型和資金密集型的行業(yè),需要巨大的投入。但對(duì)于企業(yè)而言,巨大的投入也意味著一定的風(fēng)險(xiǎn)。北大先行科技產(chǎn)業(yè)有限公司董事長(zhǎng)高原就認(rèn)為,當(dāng)前鋰離子電池生產(chǎn)工藝需要革命性、跳躍性的創(chuàng)新,而這種創(chuàng)新具有很大的風(fēng)險(xiǎn),企業(yè)可能難以承受,因此需要政府加大這部分的投入,減輕企業(yè)負(fù)擔(dān)。 

加強(qiáng)梯次利用 構(gòu)建可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)業(yè) 

隨著鋰資源需求日益增加,需求量和儲(chǔ)量之間的矛盾逐漸凸顯。此外,廢舊動(dòng)力電池若未得到妥善處理,勢(shì)必帶來(lái)資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。隨著分布式能源技術(shù)和資源回收技術(shù)的進(jìn)步,如何有效進(jìn)行動(dòng)力電池的梯次利用和鋰資源回收成為我國(guó)動(dòng)力電池技術(shù)發(fā)展的重要課題之一。 

青海省鋰產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟理事長(zhǎng)段東平介紹,2015年全國(guó)鋰資源用量已經(jīng)達(dá)20萬(wàn)噸,預(yù)測(cè)到2017年會(huì)更多,而增速也將不斷提高,預(yù)測(cè)2020年碳酸鋰的總需求會(huì)達(dá)到46萬(wàn)噸左右,但目前產(chǎn)量遠(yuǎn)達(dá)不到這一數(shù)字。這使得整個(gè)鋰資源的供給不足,也導(dǎo)致了鋰產(chǎn)品價(jià)格大幅度上漲。 

“由于資源有限,就要對(duì)資源進(jìn)行高效利用,整車(chē)廠以及這些電池公司都應(yīng)該積極進(jìn)行二次利用和回收處理,來(lái)維持一種更加合理的價(jià)格?!盠G化學(xué)株式會(huì)社副總裁金秀鈴表示。 

眾所周知,電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力電池性能會(huì)隨著充電次數(shù)的增加而衰減,當(dāng)電池容量衰減至額定容量的80%以下時(shí),動(dòng)力電池就不適于應(yīng)用在電動(dòng)汽車(chē)上,這意味著其在電動(dòng)汽車(chē)上的使用壽命終止。如果直接將電池淘汰,必將造成資源的嚴(yán)重浪費(fèi),同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致環(huán)境污染。有研究顯示,預(yù)測(cè)到2020年,全球廢舊鋰電池的數(shù)量約為250億只,電池材料的回收和資源化再生研究極其重要。 

我國(guó)非常重視動(dòng)力電池的回收利用,科技部部長(zhǎng)萬(wàn)鋼就曾表示,動(dòng)力電池尤其是鋰離子動(dòng)力電池,回收之后不一定馬上進(jìn)行報(bào)廢處理,可以進(jìn)行梯級(jí)利用。國(guó)務(wù)院在《節(jié)能與新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中明確規(guī)定:“加強(qiáng)動(dòng)力電池梯級(jí)利用和回收管理。制定動(dòng)力電池回收利用管理辦法,建立動(dòng)力電池梯級(jí)利用和回收管理體系,明確各相關(guān)方的責(zé)任、權(quán)利和義務(wù)。引導(dǎo)動(dòng)力電池生產(chǎn)企業(yè)加強(qiáng)對(duì)廢舊電池的回收利用,鼓勵(lì)發(fā)展專業(yè)化的電池回收利用企業(yè)。嚴(yán)格設(shè)定動(dòng)力電池回收利用企業(yè)的準(zhǔn)入條件,明確動(dòng)力電池收集、存儲(chǔ)、運(yùn)輸、處理、再生利用及最終處置等各環(huán)節(jié)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和管理要求。加強(qiáng)監(jiān)管,督促相關(guān)企業(yè)提高技術(shù)水平,嚴(yán)格落實(shí)各項(xiàng)環(huán)保規(guī)定,嚴(yán)防重金屬污染?!眳欠褰榻B,我國(guó)在動(dòng)力電池回收利用方面已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)行研究,通過(guò)檸檬酸處理進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析,開(kāi)發(fā)出用抗壞血酸對(duì)廢舊電池重金屬離子的綠色浸提技術(shù)。 

中國(guó)電科院儲(chǔ)能與電工新技術(shù)研究所高級(jí)工程師劉道坦表示,動(dòng)力電池梯次利用的意義在于從電池原材料—電池—電池系統(tǒng)—汽車(chē)應(yīng)用—二次利用—資源回收—電池原材料的電池全生命周期使用角度考慮,可以降低電池成本,避免環(huán)境污染。在劉道坦看來(lái),電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池梯次利用技術(shù)上總體可行,不過(guò)在一些標(biāo)準(zhǔn)上仍有缺失。不過(guò),隨著動(dòng)力電池技術(shù)進(jìn)步和性能的提高,相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的逐步完善,都利于其梯次利用。而隨著儲(chǔ)能市場(chǎng)的發(fā)展及電池梯次利用規(guī)?;膽?yīng)用,動(dòng)力電池梯次利用的經(jīng)濟(jì)性也將逐漸顯現(xiàn)。

[責(zé)任編輯:張倩]

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