車用動力電池需求旺盛 梯次利用成關鍵
日期：2024-11-25 07:48:22 作者：宏力精密鋼管 閱讀數：455隨著新能源汽車的快速發展，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。動力電池的爆發式增長已經延伸至正極、負極和隔膜、電解液等相關材料產業，以及上游鋰礦資源。據統計，目前我國已經成為世界上最大的鋰資源消費國。
日前，在青海召開的“鋰產業-新生態”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。“300瓦時/公斤應該成為電池企業的奮斗目標，但是不要成為新能源汽車的參考目標。”
據北京理工大學能源與環境材料學科首席教授吳鋒介紹， 2015年我國新能源汽車產量達到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，我國動力電池產業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業發展的主要制約因素，有待材料、電池、工藝系統的創新。
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、循環壽命、自放電、擱置壽命、快速充電、溫度范圍、環境友好等都是對車用動力電池的要求內容，有些方面是優勢，有些方面是劣勢，要針對不同的需求做產品應用開發。
在國家新能源汽車重點研發專項中，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;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。
完善的動力電池產業鏈已形成
像鋰空氣電池、鋰硫電池、全固態電池等動力電池能否實現產業化的應用，取決于技術的發展，肖成偉在演講中指出，“從動力電池發展趨勢來看，正極材料有層狀結構、尖晶石結構和橄欖石型結構，其中高密度的三元材料現在是研發產業化的熱點。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的熱點。”
全球角度來看，動力電池的投資力度還是處于增強的階段，整個產業投資的平均強度可以跟著投資規模的提升呈現快速下降的趨勢。從國內市場來看，目前動力電池集中于四大區域，珠三角、長三角、京津冀和中原。據了解，目前動力電池產業資金投入超過了1000億，2015年的產能超過400億瓦時，2015年配套電池的瓦時數超過了160億瓦時，產值超過了400億人民幣。
在肖成偉看來，我國現在形成了一個較為完善的動力電池產業鏈，包括正極、負極、隔膜、電解液、生產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。青海省鋰產業技術創新戰略聯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，而產量遠遠達不到這一數字，鋰資源的供需不均衡將導致鋰產品價格大幅度上漲。
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《節能與新能源汽車產業發展規劃》中明確規定：“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、權利和義務。引導動力電池生產企業加強對廢舊電池的回收利用，鼓勵發展專業化的電池回收利用企業。嚴格設定動力電池回收利用企業的準入條件，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節的技術標準和管理要求。加強監管，督促相關企業提高技術水平，嚴格落實各項環保規定，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，生產日期服役時間多樣。退役汽車電池系統組件綜合梯次利用，包括電池、電子器件、結構件;多結構層次梯次利用包括電池系統、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、并網應用和離網應用等。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濟性隨著儲能市場的發展及電池梯次利用規模化的應用，將逐漸顯現。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。