锂离子电池应用将全面铺开

“百岁老兵”铅酸电池的地位正遭遇“小辈”锂离子电池的“逼宫”。

工信部2018年发布的《电动自行车安全技术规范》国家新标准规定，电动车最高时速不得超过25公里每小时;整车质量(含电池)禁超55公斤;须有脚踏骑行能力；电机功率不超过400瓦;蓄电池标称电压不超过48伏;不能随意改装车辆外观。该标准将于2019年4月15日正式实施。

根据新国标的规定，在电动自行车中占绝对统治地位的铅酸电池或将无法满足技术要求，而锂离子电池或有望替代铅酸电池，成为电动自行车新的动力来源。

此前，北京市工商局公布了北京市第33批电动自行车产品目录，入围的280款电动自行车均配备为锂电池。而此前公布的第1-32批目录中，全部入围的1753款电动自行车仅1款为铅酸电池，其余均为锂电池。

这也表明电动自行车生产商已经开始对旗下产品进行换代升级，新车型几乎都配套了锂电池，这将有利于提升锂电池在电动自行车中的市场占比。

值得注意的是，除了电动自行车领域之外，铅酸电池另一大市场阵地—铁塔储能也遭遇了锂电池的挑战。

据工信部网站消息，为解决好新能源汽车动力蓄电池回收利用问题，工业和信息化部会同有关部门于2018年组织中国铁塔股份有限公司(以下简称“铁塔公司”)等开展动力蓄电池梯次利用，发挥动力蓄电池回收利用主渠道作用，在商业模式构建、关键技术研发、标准规范研究及信息化平台建设等方面加强创新。

长期以来，铁塔公司的基站备用电源主要使用铅酸电池，每年采购铅酸电池约10万吨。为此，铁塔公司于2015年开始，陆续在12个省市3000多个基站开展梯次利用电池替换铅酸电池试验，充分验证了梯次利用安全性和技术经济性可行。

铁塔公司加快基站梯次利用示范推广，2018年已停止采购铅酸电池，统一采购梯次利用电池。截至2018年底，已在全国31个省市约12万个基站使用梯次电池约1.5GWh，替代铅酸电池约4.5万吨。

据铁塔公司规划，2019年其将继续扩大梯次利用电池使用规模，预计应用梯次利用电池约5GWh，替换铅酸电池约15万吨，预计可消纳退役动力蓄电池超过5万吨。

铁塔公司明确表示将停止采购铅酸电池，统一采购梯次利用电池进行替换，从而规模消化车用退役动力电池，这无疑也会对铅酸电池的市场产生极大影响。

客观来看，短期内铅酸电池的市场份额还不会遭受锂电池的侵蚀，但锂电池在各个领域替换铅酸的发展趋势日益明显。但锂电池的成本和安全性将成为其能否在上述领域实现完全替代铅酸的最大障碍。

下面就来看看本周锂电行业都有哪些新技术和大事件吧。

1、SK创新合作美国电池公司研发锂金属电池

据外媒报道，美国一家专注于研发第一款可充电锂金属电池的民营企业PolyPlus电池公司宣布，将与韩国最大的能源化工公司SK创新(SKI)合作，共同研发锂金属电池。

SK创新将投资研发PolyPlus的导电玻璃分离器，该公司正考虑对PolyPlus进行股权投资，以期在未来获得其技术的授权。

此次合作将重点关注PolyPlus的固态锂阳极层压板，该层压板可将可充电电池的能量密度和循环寿命提高一倍。最初的目标是生产和测试原型电池，以证明相对于现有的锂离子电池，是否是因体积和重量的增加导致了能量密度和循环寿命提高。

SK创新计划在2021年底完成对导电玻璃分离器的研究，并将其用于锂金属电池的研发。导电玻璃分离器是促进锂金属电池稳定的关键技术。该公司希望成功开发导电玻璃分离器，从而加速锂金属电池的商业化。

PolyPlus电池公司的科学家发明了一种专利工艺，可将锂金属与连续单片玻璃电解质结合。实验室中的电池验证表示，连续的单片玻璃可防止枝晶，并促进锂金属循环。

点评：锂金属电池的致命缺陷是锂金属电池充放电时，锂会不均匀地聚集在电极上，这种积聚会大大缩短电池寿命，而且更重要的是，这可能会导致电池短路和起火。美国公司的方法是研发一种导电玻璃分离器，并引进SK创新的研发技术，从而防止锂枝晶的产生，避免电池短路起火，这可能会是一种能够取得成功的方法。

2、美国拟斥资1500万美元钻研锂电池原料回收技术

据工商时报消息，鉴于全球对锂电池原料需求不断攀升，为了因应潜在供应短缺的风险，促使美国政府着手发展回收电池技术，通过回收电动车、手机等装置的锂电池，盼能取得更稳定且可靠的原料来源。

美国能源部宣布，在国家安全考量下，将斥资1500万美元在芝加哥附近的阿贡国家实验室展开三年的研发计划。此研究案将结合阿贡、橡树岭国家实验室、国家再生能源实验室及数家大学之力，合作开发最新技术，冀望赶上中国在制造与回收锂电池的实力。

美能源部旗下的能源效率和再生能源办公室官员西蒙斯表示，美国仰赖他国供应锂、钴、镍、石墨等金属以及电池成品，实在不利于国家安全，因为这些来源国之中，有些并非亲密盟友。

能源部成立的最新回收中心主任史班根柏格表示，“我们进行很多分析…如果不进行回收，我们的材料将会用尽。如果我们能从回收材料取得稳定供应源，这将大幅降低风险。”

点评：美国作为全球霸主，可以使用各种手段在全球范围内获得其所需的资源，锂电池原料也不例外。事实上，当前美国的新能源汽车产业发展并不突出，本土也没有大规模的锂电池制造工厂，对锂电池原料的需求并不急迫。但未雨绸缪，提前布局锂电池原料回收并掌握该技术，也有利于美国新能源业务的发展，没毛病。

3、美国普渡大学研发续航5000公里新型电池

据外媒报道，美国普渡大学研究人员研发出一项新型电动汽车技术，该技术结合了电池和氢能，能量密度非常高，只需要快速补充电池液就可让乘用车续航里程达到5000公里以上。

该技术使用专利的“液流”系统，通过单电池液产生电力，为电动汽车提供动力，并且可根据需要产生氢能。目前，位于印第安纳波利斯的普渡大学正使用高尔夫球车，对该技术进行测试。

普渡大学地球、大气和行星科学杰出教授以及数学教授JohnCushman表示，单电池液系统可实现更大的能量密度，也意味着可为电动汽车提供更轻、但是续航里程更长的电池，并可使液流电池成为电动汽车动力的有力竞争者。

此外，该新技术产生的氢气可以以更低的压力进行存储。目前，该系统已经在小型摩托车和高尔夫球车上进行了测试，基于该技术正在进一步发展，研究人员认为其可让电动汽车续航里程达到3000至3600英里(约合4800至5800公里)。

唯一的要求就是驾驶员在行驶到480公里左右时，需要停下来更换电池液，就像给汽车加油一样，无需像给锂离子电池电动汽车充电45分钟一样麻烦。事实上，该系统有可能会被改造成现有的加油站配液器。