邱新平:鋰電池產(chǎn)業(yè)發(fā)生四大轉(zhuǎn)變
未來五年,中國鋰電池產(chǎn)業(yè)面臨四個轉(zhuǎn)變。第一,中國鋰電池產(chǎn)業(yè)逐步從技術密集向資金密集方向轉(zhuǎn)變。后進入者如果不具備技術或資金的話語權,那么機會將越來越少。
第二,我國鋰電池產(chǎn)業(yè)有逐步向封閉型發(fā)展的特點。一方面,由于每個企業(yè)有固定的上游和下游,新進入的企業(yè)機會將越來越少。另一方面,我國鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈正逐步走向封閉,對于先進入者而言,機會變好。隨著鋰電池技術的發(fā)展,企業(yè)壓力也隨之增加。以電池材料為例,一旦過幾年企業(yè)跟隨的步子稍微慢一點,就有可能掉隊,這影響的不是一家企業(yè),而是整個下游公司。因此,這對目前擁有生產(chǎn)線的電池廠家提出更高的要求,他們不僅要做產(chǎn)品,還要做好技術研發(fā),同時參與國內(nèi)、國際競爭。
第三,鋰電池技術發(fā)展加快?;仡櫼幌?008年展示的電動汽車,當時應用的磷酸鐵鋰動力電池容量還比較低,然而近兩年動力電池的能量密度得到大幅度提升。
第四,下一階段的壓力更大?,F(xiàn)階段,業(yè)內(nèi)對下一代鋰電池的研究仍然存在爭議,其中包括追求高能量密度的重要性。
(邱新平:清華大學化學系教授 中國硅酸鹽學會固態(tài)離子學分會副秘書長)
侯獻華:鋰資源開發(fā)五點建議
鋰資源主要有三種類型,分別為鹽湖型、硬巖型以及地下鹵水型。實際上,根據(jù)分析,全球的鋰資源遠景要比已經(jīng)查明的大得多,我國鋰資源主要分布在青海、西藏、四川、江西、新疆、湖南等地。從全國礦產(chǎn)資源儲量通報數(shù)據(jù)來看,2014年青海鋰鹽礦區(qū)有9個,氯化鋰基礎儲量1097.26萬噸,儲量375.48萬噸,查明資源量1594.08萬噸。西藏鹽湖主要分布在藏西北地區(qū)。
在三種鋰資源類型中,硬巖型品位較低、儲量大。通過基本類型對比,青藏高原的鋰資源被做出劃分,經(jīng)過劃分后發(fā)現(xiàn),我國鋰資源還有巨大潛力,青藏高原鹽湖、深層鹵水鋰資源量巨大。此外,還有鋁土礦伴生鋰等稀有元素礦床,如貴州大竹園鋁土礦、清鎮(zhèn)市貓場鋁土礦等,同樣包括煤型稀有元素礦床。
關于鹽湖鹵水的提鋰技術,沉淀法是主要技術之一。沉淀法包括鹽梯度太陽池提鋰、碳酸鹽沉淀法、鋁酸鹽沉淀法和水合硫酸鋰結晶沉淀法。還有離子交換吸附法、萃取法、煅燒法、膜滲透法和兌鹵法。
從目前來看,全球鋰資源及其開發(fā)主要集中在智利、阿根廷、澳大利亞和中國。2014年全球鋰產(chǎn)量總計3.6萬噸,鋰消費量達到3.3萬噸。從我國鋰供需現(xiàn)狀來看,2014年我國鋰產(chǎn)量5000噸,不到全球產(chǎn)量的1/6,而總消費量達到1.2萬噸。
從世界消費結構看,鋰電池位居第二。在中國,由于“十三五”戰(zhàn)略對鋰電池產(chǎn)業(yè)做出規(guī)劃,因此2015年下半年碳酸鋰價格直線飆升,預計到2020年,全國電動車產(chǎn)業(yè)需要碳酸鋰10.3萬噸。
隨著中國制造2025、能源發(fā)展戰(zhàn)略行動計劃等戰(zhàn)略的實施,節(jié)能與新能源汽車、新材料等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)加快發(fā)展,在未來一段時間鋰原材料將呈現(xiàn)以下態(tài)勢:需求持續(xù)增長、供應增加緩慢、生產(chǎn)成本上漲、鹽湖鋰價格繼續(xù)上漲。
對我國鋰資源開發(fā)利用提出五點建議。一是加快鋰資源的調(diào)查評價;二是重點加強鹽湖型鋰資源的開發(fā)利用研究;三是東西部聯(lián)手,打造我國鋰產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略聯(lián)盟;四是加大鋰礦區(qū)開發(fā);五是根據(jù)我國新能源電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況,加強電池、電動汽車質(zhì)量,建立電池回收體系。
(侯獻華:中國地質(zhì)科學院礦產(chǎn)研究所副研究員)
劉道坦:梯次利用技術研究三個方面
目前,我國已經(jīng)開始進行電池梯次利用工程示范項目。國網(wǎng)建有30kW/1MWh梯次利用錳酸鋰電池儲能系統(tǒng)和250kW/1MWh梯次利用磷酸鐵鋰電池儲能系統(tǒng)。前者主要作用是低谷儲電,調(diào)節(jié)變壓器的輸出功率,穩(wěn)定節(jié)點電壓水平,避免高峰負荷時段的變壓器過載,并且在電網(wǎng)失電情況下,可由移動式儲能裝置帶動用戶負荷離網(wǎng)運行。后者主要用于接納可再生能源發(fā)電,跟蹤計劃等。
電池梯次利用技術側重三個方面的研究。技術性可行性方面,包括老化程度、后期衰退、安全性、可靠性,這些涉及到老化、失效機理、后續(xù)壽命、安全性、可靠性檢測、分級篩選技術、工況測試,重組與管理技術等方面。目前標準仍然缺失。
經(jīng)濟可行性方面,包括舊電池成本及運輸/檢測、重組成本,新電池成本的快速降低,其他低成本的競爭性儲能技術,再利用的收益,需要快速檢測/分選/成本技術,選擇效益更好的再利用場景,電池系統(tǒng)組件綜合再利用,電池物盡其用等。
市場方面,所有權復雜、電池殘值、風險責任、電力市場,需要政府支撐與扶持,產(chǎn)業(yè)界積極應用。
總的來講,電動汽車動力電池梯次利用技術上總體可行。動力電池梯次利用的經(jīng)濟性隨著儲能市場的發(fā)展及電池梯次利用規(guī)?;膽茫瑢⒅饾u顯現(xiàn)。動力電池技術進步、性能的提高利于電池梯次利用。電動汽車電池相關標準化有助于其梯次利用,需要進一步完善。
(劉道坦:中國電科院儲能與電工新技術研究所高級工程師)