車用動力電池需求旺盛 梯次利用成關鍵
日期：2024-10-16 11:06:16 作者：宏力精密鋼管 閱讀數(shù)：455隨著新能源汽車的快速發(fā)展，動力電池的需求也開始呈井噴之勢。2015年我國新能源汽車產(chǎn)量達到37.9萬輛，動力電池整體出貨量達到15.7GWH，同比上年增長3倍之多。動力電池的爆發(fā)式增長已經(jīng)延伸至正極、負極和隔膜、電解液等相關材料產(chǎn)業(yè)，以及上游鋰礦資源。據(jù)統(tǒng)計，目前我國已經(jīng)成為世界上最大的鋰資源消費國。
日前，在青海召開的“鋰產(chǎn)業(yè)-新生態(tài)”國際高峰論壇上，與會嘉賓就電池技術與鋰資源回收利用展開探討。
動力電池衡量指標遠不止能量密度
中科院物理研究所研究員黃學杰指出，目前，國內(nèi)非常關注動力電池能量密度，但其實有八個以上的指標需要得到關注和提高?！?00瓦時/公斤應該成為電池企業(yè)的奮斗目標，但是不要成為新能源汽車的參考目標。”
據(jù)北京理工大學能源與環(huán)境材料學科首席教授吳鋒介紹， 2015年我國新能源汽車產(chǎn)量達到37.9萬輛，動力電池整體出貨量達到15.7GWH，同比上年增長3倍之多。他指出，在工信部提高準入門檻后，我國動力電池產(chǎn)業(yè)將面臨新一輪的洗牌。能量密度、安全性、壽命、成本仍然是動力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要制約因素，有待材料、電池、工藝系統(tǒng)的創(chuàng)新。
中國電子科技集團第18研究所電池檢測中心主任肖成偉表示，能量密度、功率密度、安全性、循環(huán)壽命、自放電、擱置壽命、快速充電、溫度范圍、環(huán)境友好等都是對車用動力電池的要求內(nèi)容，有些方面是優(yōu)勢，有些方面是劣勢，要針對不同的需求做產(chǎn)品應用開發(fā)。
在國家新能源汽車重點研發(fā)專項中，動力電池作為一個方向，大約占到25%，在六個方面對動力電池研發(fā)進行支持。第一，新材料新體系;第二，高比能鋰電池;第三，高功率長壽命電池;第四，動力電池系統(tǒng);第五，高比能二次電池;第六，測試評估。在中國制造2025里面，動力電池的能量密度目標是350瓦時/公斤，對應配套的新能源汽車的數(shù)量到2020年時預計要100萬輛，到2025年時預計300萬輛。
完善的動力電池產(chǎn)業(yè)鏈已形成
像鋰空氣電池、鋰硫電池、全固態(tài)電池等動力電池能否實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的應用，取決于技術的發(fā)展，肖成偉在演講中指出，“從動力電池發(fā)展趨勢來看，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。而負極材料方面有碳材料、金屬氧化物材料、合金材料，其中在合金類的材料里面的硅碳負極材料是研發(fā)的熱點?！?/p>
全球角度來看，動力電池的投資力度還是處于增強的階段，整個產(chǎn)業(yè)投資的平均強度可以跟著投資規(guī)模的提升呈現(xiàn)快速下降的趨勢。從國內(nèi)市場來看，目前動力電池集中于四大區(qū)域，珠三角、長三角、京津冀和中原。據(jù)了解，目前動力電池產(chǎn)業(yè)資金投入超過了1000億，2015年的產(chǎn)能超過400億瓦時，2015年配套電池的瓦時數(shù)超過了160億瓦時，產(chǎn)值超過了400億人民幣。
在肖成偉看來，我國現(xiàn)在形成了一個較為完善的動力電池產(chǎn)業(yè)鏈，包括正極、負極、隔膜、電解液、生產(chǎn)裝備和梯次利用以及資源回收。
鋰動力電池梯次利用
從全球資源來看，鋰資源分布較為均衡，鋰資源最豐富的是南美，中國在鋰資源的開發(fā)和儲能方面也名列前茅，開采儲量目前在全球排名第二位。青海省鋰產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟理事長段東平介紹，我國總的鋰資源儲量是525萬噸，其中鹽湖鋰資源儲量在373萬噸，礦石儲量在152萬噸左右。
到2015年，全國的鋰資源用量已經(jīng)達到了20萬噸，到2017年會更多，鋰資源用量的增速也將逐年提高，段東平稱，碳酸鋰的總需求2020年會達到46萬噸左右，而產(chǎn)量遠遠達不到這一數(shù)字，鋰資源的供需不均衡將導致鋰產(chǎn)品價格大幅度上漲。
有預測表示，到2020年全球廢舊鋰電池的數(shù)量約為250億只，動力鋰電池的回收利用就顯得尤為重要。事實上，國家非常重視動力電池回收利用，國務院在《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中明確規(guī)定：“加強動力電池梯級利用和回收管理。制定動力電池回收利用管理辦法，建立動力電池梯級利用和回收管理體系，明確各相關方的責任、權(quán)利和義務。引導動力電池生產(chǎn)企業(yè)加強對廢舊電池的回收利用，鼓勵發(fā)展專業(yè)化的電池回收利用企業(yè)。嚴格設定動力電池回收利用企業(yè)的準入條件，明確動力電池收集、存儲、運輸、處理、再生利用及最終處置等各環(huán)節(jié)的技術標準和管理要求。加強監(jiān)管，督促相關企業(yè)提高技術水平，嚴格落實各項環(huán)保規(guī)定，嚴防重金屬污染。”
中國電科院儲能與電工新技術研究所高級工程師劉道坦指出，動力電池的梯次利用要考慮到電動汽車的復雜性。首先，設計與制造工藝多樣，高效率電池高能量密度電池成組形式多樣，應用車型使用工況多樣，生產(chǎn)日期服役時間多樣。退役汽車電池系統(tǒng)組件綜合梯次利用，包括電池、電子器件、結(jié)構(gòu)件;多結(jié)構(gòu)層次梯次利用包括電池系統(tǒng)、電池組、電池模塊、電池單體。技術路線方面，退役動力電池的檢測、重組、集成應用。梯次利用應用包括移動應用、并網(wǎng)應用和離網(wǎng)應用等。檢測流程方面，有預處理、基本性狀全檢、關鍵性能全檢、分組抽檢等。
他表示，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?，將逐漸顯現(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。