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冰火两重天锂离子电池行业要怎样寻求突破

钜大LARGE  |  点击量:746次  |  2021年08月29日  

用冰火两重天来形容当今的动力锂离子电池行业,可能最恰当不过。


一边是受雾霾影响,国家对电动汽车的支持力度不断加码,动力锂离子电池面对难得的发展机遇。另一边却由于电池续航能力、安全性等障碍迟迟未能冲破,难以满足电动汽车的要求,导致国内动力锂离子电池公司继续亏损,难以为继。


不过,当美国特斯拉采用镍钴铝电池推出续航能力达300~400公里的高端电动汽车后,又让举步维艰的锂离子电池国内同行重新燃起了希望。


电动汽车的瓶颈在于电池,惟有电池动力问题处理了,其他问题都能迎刃而解。近日,我国电池工业协会副理事长王敬忠在接受记者采访时表示,我国干电池等一次电池产业已经发展成熟且饱和,将来国内电池行业的发展重点将为可充电动力锂离子电池。


产品更新换代

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符合Exic IIB T4 Gc防爆标准

充电温度:0~45℃
-放电温度:-40~+55℃
-40℃最大放电倍率:1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%

王敬忠告诉记者,电池行业紧要分为四大块:第一是一次电池,包括糊式电池、纸板电池、碱性电池等品种;第二是可充电电池,如锂离子电池、镍氢电池、镍镉电池;第三是铅酸蓄电池,包括汽车启动电池、电动自行车电池、工业用电池、储能电池;第四是太阳能电池和燃料动力锂电池


目前,国内整个电池产业的总产值大概有5000亿。王敬忠说,这其中,一次电池的市场已经趋于饱和,完全能够满足人们的生活需求。而其他电池由于自身存在一些缺陷,不能满足日益发展的要,也正处于不断更新换代的阶段。


有关镍镉电池来说,由于其含有的重金属镉对人体和环境有危害,目前已是逐步被取代的产品。相比而言,镍氢电池不含有重金属且容量要比它高出一倍,已经成为镍镉电池的最佳替代品。


锂离子电池由于更环保且容量比镍氢电池高出数倍,困此更适合作为动力锂离子电池,将成为电池行业今后的发展方向。


王敬忠表示,锂离子电池按照正极材料的不同,又可分为钴酸锂离子电池、锰酸锂离子电池、镍钴锰三元材料电池及磷酸铁锂离子电池等。

无人船智能锂电池
IP67防水,充放电分口 安全可靠

标称电压:28.8V
标称容量:34.3Ah
电池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
应用领域:勘探测绘、无人设备

不过,虽然这些电池都可以用做动力锂离子电池,但若用于国家重点发展的汽车动力锂离子电池,却都存在各自的缺陷,难以满足电动汽车的需求。例如,磷酸铁锂离子电池具有循环寿命长、安全性高两大优势,但却存在容量小这一致命缺陷。


今朝,各国都在不断对电池材料进行改进,我国也通过纳米技术来提高磷酸铁锂离子电池的性能,但却依然不能满足电动汽车的需求。在王敬忠看来,惟有达到安全性和续航能力两大基本要求,动力锂离子电池才算是成熟,但我国至少还要三到五年的时间。


找到冲破点


目前,制约我国电动汽车发展的紧要瓶颈就是动力锂离子电池。王敬忠坦言,有关动力锂离子电池我国也研究了好多年,整体性能上虽然有一些进展但仍没有太大的冲破,特别是续航能力。但缘何美国特斯拉推出的电动汽车竟然能将续航能力提高到300~400公里呢?


特斯拉所使用的锂镍电池紧要是镍钴铝三元材料,而我们目前使用的还是镍钴锰,这是一个很大的冲破。王敬忠说,除此之外,他们最为先进的地方还有电池的管理系统。据了解,美国特斯拉是将7000~8000个圆柱形电池串联起来,组成一个电池包。以往,倘若电池包有一个电池受损,整个电池包都不可能使用,而特斯拉则对电池包的每一个电池都进行单独管理,一个电池损坏不影响整个电池包对汽车的能量供应。


这种先进的电池管理系统也给我们打开了新的思路和方向。王敬忠说。


另外,能够达到超级电容功效的铅炭电池也是动力锂离子电池的另一发展方向。


过去五年,高效、环保、长寿命的新型储能装置超级电容备受业内追捧。它最大的特点就是大电流放电,汽车在爬坡或启动时,它的瞬间放电能够给予汽车足够的马力,而锂离子电池却难以达到这种效果。


不过,超级电容最大的缺陷却是体积过于庞大,为了解决这一难题,铅炭电池将铅酸蓄电池和超级电容器的技术完美融合:既发挥了超级电容瞬间大容量充电的优势,也拥有了铅酸蓄电池的能量优点,同时还改善了体积庞大的缺陷。


用市场规律处理行业问题


在王敬忠看来,电动汽车必将成为一种趋势,倘若电动汽车能够普及,那占据其三分之一成本的动力锂离子电池,也将随之成为一个很大的产业。但就目前来看,发展动力锂离子电池仍是一项庞大的系统工程,因为整个行业仍旧十分杂乱。


铅酸蓄电池回收的不规范,就已经成为铅污染的紧要源头。据统计,我国超过95%的电动汽车都使用铅酸蓄电池,而此类电池因其含铅量过多(74%的铅极板),废弃后会对土壤、地下水和空气出现污染,进而影响人类的健康。


铅酸蓄电池在加工及使用环节,大部分都是密闭式,对环境不会造成危害。铅污染的罪魁祸首就是废旧电池回收解决环节。王敬忠称,铅酸蓄电池是最早的汽车启动电池,此前,国内有多达3000家加工公司,通过近几年的行业整顿,对达不到环保标准的公司予以淘汰,目前只剩余300多家。但是,铅酸蓄电池回收解决公司大部分却依然为小作坊式,状况不容乐观。


由于废旧铅酸蓄电池回收利用价值很高,废旧电池几乎没有一只被丢弃。王敬忠说,然而目前的回收现状是,废旧电池都被小商贩收走卖给了小作坊,正规公司竞争不过小商贩。小商贩没有成本或成本很小。正规厂家却至少要几百万、几千万甚至上亿元购买一套完整的解决设备,而且成本很高。


对此,王敬忠提议,国家应立法规范废旧铅酸蓄电池的回收和解决,执行以旧换新,用公司的电池销售渠道来建立废旧电池的回收网络,报废后可到正规经销商处换新电池,废电池价值可抵新电池部分价格,不拿废旧电池换的,新电池加价卖,以处理回收难题。


他还提议,国家有关动力锂离子电池行业也应当执行统一管理,并制定严格的行业标准。公司也应当增强创新能力,借鉴国外一些先进、成熟的技术来实现自我飞跃。


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