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肖成偉:動(dòng)力電池比能量350Wh/kg是目標(biāo) 300Wh/kg是指標(biāo)

發(fā)布時(shí)間:2016年11月03日 11:00 作者:浩洋 來源:客車網(wǎng)
  2016年11月2日,中國電動(dòng)汽車百人會(huì)召集國內(nèi)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)企業(yè)舉行“動(dòng)力電池材料及材料綜合利用研討會(huì)”,會(huì)上,針對(duì)動(dòng)力電池企業(yè)對(duì)當(dāng)前國家有關(guān)部門對(duì)電池比能量不同要求的困惑,中國電子科技集團(tuán)公司第十八研究所主任肖成偉解釋說:動(dòng)力電池比能量350 Wh/kg 是目標(biāo), 300 Wh/kg 是指標(biāo)。

  據(jù)客車網(wǎng)了解,科技部部長萬鋼2016年在公開場(chǎng)合表示,今后五年內(nèi)電池比能量要達(dá)到300瓦時(shí)/公斤以上,而10月份下發(fā)的“科技部關(guān)于發(fā)布國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃新能源汽車等重點(diǎn)專項(xiàng)2017年度項(xiàng)目申報(bào)指南的通知”詳細(xì)說明了此項(xiàng)要求。但工信部2015年起草的《中國制造2025》及其后續(xù)相關(guān)解讀中,關(guān)于動(dòng)力電池比能量要求2020年達(dá)到350 Wh/kg。

  不同的要求,對(duì)業(yè)內(nèi)造成一定困惑,此次會(huì)議上,不少動(dòng)力電池廠家對(duì)此提出疑問,并表示在實(shí)際工作當(dāng)中,300 Wh/kg已經(jīng)是一個(gè)比較高的難題,需要企業(yè)在技術(shù)、人力、時(shí)間和經(jīng)費(fèi)方面做出巨大投入,要想在5年達(dá)到350 Wh/kg,企業(yè)感到力不從心。對(duì)此,肖成偉說:“動(dòng)力電池比能量350 Wh/kg 是目標(biāo), 300 Wh/kg 是指標(biāo)。指標(biāo)必須達(dá)成,目標(biāo)是要努力的。”

  會(huì)上,肖成偉還做了“動(dòng)力電池材料及材料綜合利用概況的研究”的報(bào)告,具體內(nèi)容如下:

  關(guān)于“動(dòng)力電池材料和材料的綜合利用”,最主要關(guān)心電池關(guān)鍵的核心原材料,就是正極、負(fù)極、隔膜、電解液等等,加上電池在車上使用壽命終止之后的梯級(jí)利用和資源回收的內(nèi)容。

  其實(shí)從材料的角度去看,對(duì)動(dòng)力電池這個(gè)產(chǎn)業(yè)來說歸結(jié)到最后還是材料技術(shù)的進(jìn)步,我想這是現(xiàn)在關(guān)注的一個(gè)焦點(diǎn)了,因?yàn)樵瓉韽能嚨诫姵?,從電池到材料,?shí)際上對(duì)材料我個(gè)人的看法,最主要涉及到這么幾個(gè)方面,實(shí)際跟電池還是相關(guān)的。對(duì)電池來說,有高功率的、有高能量的、有能量功率兼顧的,這三大類,所以對(duì)材料的開發(fā)也是針對(duì)這三大應(yīng)用領(lǐng)域來做的。比如像正極,目前用的在國內(nèi)最多的應(yīng)該是磷酸鐵鋰,現(xiàn)在無論是科技部牽頭制定的《電動(dòng)汽車重點(diǎn)研發(fā)專項(xiàng)》,還是《中國制造2025》,包括現(xiàn)在已經(jīng)執(zhí)行完成的工信部牽頭做的《創(chuàng)新工程》,這些方面的項(xiàng)目設(shè)計(jì)的內(nèi)容來看,還是向著高比能的方向去發(fā)展。所以說,對(duì)材料來說,目前關(guān)注的熱點(diǎn)還是高比能的材料,無論是正極材料還是負(fù)極材料。正極材料里邊還是以三元材料為主,尤其是以高鎳的三元材料為主,包括高鎳+高電壓的三元材料為主。我想這是現(xiàn)在和目前今后一段時(shí)間研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的一個(gè)熱點(diǎn)。

  負(fù)極材料方面,現(xiàn)在應(yīng)用多的還是石墨類的材料,像人造石墨、天然石墨等等。后面大家研發(fā)產(chǎn)業(yè)化的一個(gè)熱點(diǎn)就是硅炭材料,無論是純硅的還是氧化亞硅的,跟高功率相結(jié)合的還有硬碳的材料,我想這是今后一段時(shí)間大家開展技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)化的熱點(diǎn)。

  隔膜方面,從目前和今后一段時(shí)間來看,還是以聚烯烴的材料為主,這里面無論是聚丙烯還是聚乙烯,在動(dòng)力電池都會(huì)有應(yīng)用。有可能是這么樣一個(gè)發(fā)展的趨勢(shì),針對(duì)著能量密度高的這樣一個(gè)發(fā)展的趨勢(shì)和要求,聚烯烴的隔膜是研發(fā)的一個(gè)熱點(diǎn)和產(chǎn)業(yè)化的一個(gè)熱點(diǎn),就是說在聚乙烯薄型化的基礎(chǔ)上,在表面做一個(gè)陶瓷涂層,來做電池安全性提升,這樣一個(gè)對(duì)隔膜研究的內(nèi)容,包括一些產(chǎn)業(yè)化的內(nèi)容,是一個(gè)熱點(diǎn)和焦點(diǎn)。

  對(duì)電解液來說,目前還是以六氟磷酸鋰為主,現(xiàn)在新的一些電解質(zhì),像鋰FSI、鋰TFSI,目前來看還是以添加劑的形式在里面進(jìn)行應(yīng)用。

  我再多說一個(gè),隔膜現(xiàn)在一些新型的隔膜也在去做,比如高溫的一些隔膜,像方龍(音)等等這樣一些隔膜,也在動(dòng)力電池里邊去應(yīng)用。

  電池,前邊已經(jīng)說了一下,像高功率的、高比能的,能量密度高的,用在純電動(dòng)車的,有一個(gè)插電式用的,能量、功率兼顧型的,我想前面說的材料都可以在不同的電池體系里邊進(jìn)行應(yīng)用。

  這是從整個(gè)材料大的發(fā)展方向,我個(gè)人的看法是這樣的。

  從產(chǎn)業(yè)的角度來說,其實(shí)國內(nèi)的無論是正極、負(fù)極、隔膜和電解液,其實(shí)在近幾年已經(jīng)取得了一個(gè)很大的進(jìn)展,像負(fù)極材料方面,無論是貝特瑞還是杉杉等等這樣一些企業(yè),其實(shí)在國際主流的電池企業(yè)中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了批量的供應(yīng),我想無論是對(duì)材料企業(yè)技術(shù)的提升,還是對(duì)國內(nèi)的電池水平的提升,會(huì)有一個(gè)很大的支撐作用。

  電解液現(xiàn)在其實(shí)也有很多的企業(yè)實(shí)現(xiàn)了國內(nèi)外的主流電池企業(yè)的供貨,就像國泰華榮,像天津的金牛,給一些日本的企業(yè),包括一些韓國的企業(yè),都實(shí)現(xiàn)了供貨,我想這也是一個(gè)比較好的現(xiàn)象。隔膜,近幾年在里邊提升的還是比較快的,尤其是聚烯烴的隔膜,現(xiàn)在很多的企業(yè)也都在加大投資,也實(shí)現(xiàn)了對(duì)韓國一些主流動(dòng)力電池企業(yè)的供貨。無論是從材料的技術(shù),還是從產(chǎn)業(yè)的技術(shù)這幾方面來看,對(duì)國內(nèi)的動(dòng)力電池的支撐,我想還是起了一個(gè)非常大的作用。

  從目前來看,在材料方面其實(shí)還是有一些現(xiàn)實(shí)的技術(shù)問題需要大家去關(guān)注、去克服,比如說現(xiàn)在大家為了能夠提升電池的能量密度,比如現(xiàn)在做到300瓦時(shí)/公斤的這樣一個(gè)水平,當(dāng)然原來在應(yīng)用的材料體系,基本上是以高鎳的三元材料和硅炭的負(fù)極材料做一個(gè)匹配。比如對(duì)高鎳的三元材料,比如它的安全性,我想是電池研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的一個(gè)難點(diǎn),并且高鎳材料對(duì)整個(gè)生產(chǎn)工藝的要求也是一個(gè)難點(diǎn)。我想這些問題,包括還有硅炭的負(fù)極材料它在循環(huán)過程中的體積膨脹、粉化的現(xiàn)象,我想也是在做高比能電池材料的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化里邊著重需要去關(guān)注的。

  對(duì)梯級(jí)利用的角度來看,目前像工信部、發(fā)改委也都出臺(tái)了一些相關(guān)的政策來支持動(dòng)力電池的回收和它的梯級(jí)利用。在這里面目前來看,從它的經(jīng)濟(jì)性來看還是有一些問題,尤其是對(duì)磷酸鐵鋰來說,從經(jīng)濟(jì)性角度還是有一些問題,就是說從整個(gè)投入產(chǎn)出來說還是算不過賬來的,這個(gè)我想是對(duì)磷酸鐵鋰的電池做它的梯級(jí)利用的時(shí)候需要關(guān)注的一個(gè)問題。當(dāng)然我們前期也可以做用在儲(chǔ)能或者后備電源的領(lǐng)域,剛才講的還是從資源回收的角度來看的,還是算不過賬來的。還有三元材料,因?yàn)樯婕暗劫F重金屬,像鈷、錳、鎳,現(xiàn)在的做法基本上是,現(xiàn)在把電池做完拆解之后,做了相應(yīng)的貴重金屬的回收之后再生或者重新合成一些活性材料,做這樣一個(gè)應(yīng)用。從這個(gè)角度來看,只要規(guī)模能上去,經(jīng)濟(jì)性來說是可以接受的。

  從材料的綜合利用角度,實(shí)際上分成兩個(gè)層次去看,一個(gè)是從車上使用壽命終止之后的再利用,就是用在儲(chǔ)能或者說電信基站后備電源的領(lǐng)域,我們需要從經(jīng)濟(jì)性方面做一些分析,這個(gè)其實(shí)涉及到第三條里邊提的相應(yīng)的一些標(biāo)準(zhǔn)的問題,比如我們希望能夠把電池做到標(biāo)準(zhǔn)化,規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊的標(biāo)準(zhǔn)化,對(duì)這樣一個(gè)電池我們?cè)谲嚿贤艘巯聛碇螅覀儠?huì)對(duì)電池做一個(gè)大類的甄別,重組一下,可以用在儲(chǔ)能的領(lǐng)域。但是目前來看,電池從退役下來之后的使用情況來看,用在儲(chǔ)能的這樣一個(gè)領(lǐng)域目前經(jīng)濟(jì)性還是有問題的,一個(gè)比較大的問題就是,電池從車上退役下來之后,我們要做一個(gè)分選,根據(jù)這樣一個(gè)分選的結(jié)果我們重新給它組配,其實(shí)這個(gè)過程中,剔除了有問題的電池之外再去做組配的話,從經(jīng)濟(jì)性來說現(xiàn)在看來還是有問題的。所以這塊也希望聽一下大家相關(guān)的一些做法或者一些建議,如何來提升電池的梯級(jí)利用這樣一些情況,尤其從一些典型的案例角度來看一下。

  在電池標(biāo)準(zhǔn)方面,目前來說,無論是從材料的一些標(biāo)準(zhǔn),還是從電池的標(biāo)準(zhǔn),包括系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn),其實(shí)現(xiàn)在做的我個(gè)人認(rèn)為相對(duì)來說比較完善的。比如材料方面,像三元材料、磷酸鐵鋰材料、碳材料、碳酸鋰材料,也都進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)的制定,現(xiàn)在都已經(jīng)發(fā)布實(shí)施了。包括六氟磷酸鋰的、電解質(zhì)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)也制定完成了。而電池方面,最主要是針對(duì)車用的,像電池的單體、模塊、系統(tǒng)的安全性,循環(huán)壽命,電性能的標(biāo)準(zhǔn),現(xiàn)在都已經(jīng)發(fā)布實(shí)施了,像這樣一些標(biāo)準(zhǔn)都是國家推薦性的標(biāo)準(zhǔn)。目前也正在做電池規(guī)格化的國家標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)也在做電池安全性國家的一個(gè)強(qiáng)標(biāo),我想相應(yīng)的一些標(biāo)準(zhǔn)對(duì)技術(shù)的提升和產(chǎn)業(yè)化方面有比較好的支撐作用。

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