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鋰離子電池產業需要突破技術瓶頸

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2018年12月03日  

鋰電池產業似乎走到了一個十字路口。


盡管其技術不斷突破,應用領域也在日益拓展,但新規則的出臺,讓這個產業遭遇了不小的尷尬。


工信部此前發布的《新能源汽車生產企業及產品準入管理規則》,意味著在我國2010年12月31日前,裝備鋰電池的混合動力和電動汽車將被限定銷售和使用區域。


如何將影響減至最輕,自然成了業內的焦點。


發展如火如荼


隨著全球能源及環境危機的加劇,作為新型清潔能源的鋰離子電池,得到了越來越多的關注。


從2001年科技部在863計劃中設立電動汽車重大專項,并提出“三縱三橫”研究開發布局,到2009年我國出臺的《汽車產業調整振興規劃》等,在產學研的共同推動下,我國的鋰電池產業的發展可謂突飛猛進,而以之為核心的“電動技術產業”也正在興起。


目前,不斷凸顯優勢的鋰離子電池,已被成功應用于電動車、太陽能建筑及電信機站等領域。而諸多公司也都在鋰離子電池的研究開發、終端應用方面投入了大量的研發費用,鋰離子電池的全球布局已經開始。


以電動車為例。由于功率高、能量密度大且安全性能高等,鋰離子電池備受純電動和混合動力車的青睞。據了解,包括美國福特、克萊斯勒,日本豐田、三菱等許多汽車制造商都致力于開發動力鋰離子電池汽車,而比亞迪、吉利、奇瑞等國內汽車制造企業也紛紛在自己的混合動力和純電動力汽車中搭載動力鋰離子電池。


去年以來蔓延全球的金融危機,致使許多國家都將新能源政策作為擴大內需、振興經濟的重要途徑之一。我國也出臺了十城千輛電動汽車計劃,以促進電動汽車產業的發展。有業內專家判斷,2010年前后將迎來一次世界范圍內的節能與新能源汽車產業化高潮。


目前,國內除了動力電池已大批投產的萬向集團、雷天電池等,還有不少生產電動工具、電動自行車用鋰離子電池的廠商。“動力鋰離子電池廠如雨后春筍般出現,甚至很多的鉛酸電池廠也投入了這個領域。”中國工程院院士楊裕生如是形容。


調整勢在必行


然而,鋰離子電池的發展也并不是順風順水。


借美國能源部中美合作高級主管史蒂芬的話說,“鋰離子電池在制造、研發、材料、成本等方面都還有很多不足之處,要實現真正的產業化,還有很多工作要做。”與此同時,楊裕生也用“動力電池發展中還存在八大矛盾”來提醒業內的注意。


依據工信部發布的《新能源汽車生產企業及產品準入管理規則》,鋰離子動力蓄電池驅動車型還處于“國家和行業標準尚未完善”、“只能在批準的區域、范圍、期限和條件下銷售、使用,并至少對20%的銷售產品的運行狀態進行實時監控”的發展期。


對此,業內專家的解讀是,鋰離子電池汽車被列入發展期,不在大規模推廣之列,說明雖然動力鋰離子電池在電動汽車上的應用有了一定程度的發展,但是還沒有到具體而成熟的商業化運作和大規模運用階段。這也意味著,鋰離子電池必須要進行包括產業結構、企業戰略、重點攻關課題等在內的調整。


而這,也是日前召開的2009(第四屆)動力鋰離子電池技術及產業發展國際論壇的核心議題。該論壇由清華大學及北京市科學技術委員會聯合主辦,北京新材料發展中心等單位承辦。論壇期間,從鋰電池生產、配套、應用企業,到投融資機構、高校、科研院所等,都紛紛派代表與會發表了主題演講。國內外相關的政府部門官員、行業專家及企業家等,也分別從政策、學術及產業等不同角度進行了交流。


為了減輕新規則對國內動力鋰電池產業發展的不利影響,專家建議,一方面,要在目前鋰離子電池大規模應用的關鍵技術瓶頸———安全性及規模化生產技術等方面有所突破,使鋰離子電池動力汽車快速度過發展期;另一方面,由于鋰離子電池短期內不可能大范圍應用于新能源汽車,必須要拓寬其應用領域,確保國內鋰電池產業平穩發展。


材料制約待打破


那么,下一步的發展方向是什么?


動力鋰離子電池是電動汽車的核心部件,其性能直接決定電動車的動力及安全,而鋰離子電池儲存電量的多少、放電功率大小、使用壽命的長短是由電池材料決定的。也因此,史蒂芬認為,未來的研發重點是化學材料,“關鍵是要找到合適的材料來制造電池,要不斷提高其能量密度,以便在更小的電池里儲存更多的能量。”


也有專家認為,首先要降低鋰離子電池的主要材料成本,尤其是隔膜和電解液成本。目前的隔膜和電解液中的六氟磷酸鋰基本靠進口,如果實現國產化可大大降低制造成本。其次,要擴大動力鋰離子電池的生產規模,提升自動化水平,降低成本。而這些需要大量資金的投入,還需要配套的充電站設施大量投入,提供方便電動車應用的大環境。


對此,楊裕生提醒說,成本的降低應以保證質量為前提,以技術進步為后盾,以規模生產為基礎。“實現隔膜、電解質、生產設備的國產化,必須要提高產品的合格率,絕對不能片面地強調降低成本,以免導致惡性競爭,自毀長城。”


他還舉例說,奧巴馬的“下一代”電池和電動車計劃規模宏大,重點突出,配套整齊,“美能源部資助24億美元,要求企業按1:1的比例配套24億美元,共約合人民幣330億元,而且該計劃只針對純電動車和混合動力車,直接支持最強的企業,并在多個地點做演示驗證,建立充電系統,大力教育、培訓先進電動車領域的專業人才。”


“在國外大手筆投入的背景下,我國切不能拉大差距。當前動力電池產業化有許多工作要做,要早做安排。”楊裕生認為,矛盾的解決,既要靠政府的政策導向,運行機制的創新,還要靠電池技術的進步。“歸根結底,建議鋰離子電池與鉛酸電池均作動力電池發展,要針對其各自弱點進一步提高性能;同時‘電動技術產業’要長遠發展,必須要有擁有自主知識產權的新電池,同時要實現安全與高比能量的統一。”

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