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                  鋰離子電池現狀和前景

                  鋰電中國瀏覽量:1366時間:2014-06-12 11:16:22

                  2014年6月7日,第八屆中國新能源國際高峰論壇在京召開,400余名來自國家部委、國際組織、跨國公司、高校院所和企業的代表參會,共話“生態文明與新能源革命”背景下的全球新能源發展。在8日舉行的儲能與新能源汽車專業論壇上,北京理工大學教授吳鋒主任做了主題為“鋰離子電池現狀和前景”的演講,整理現場內容如下:

                  吳鋒:我是北京理工大學的教授,也參與了我們國家鎳氫電池和鋰離子電池的規劃。目前新型二次電池與相關能源材料已成為國際研究的熱點,作為一種高效、可循環使用的能量轉換與儲存方式,它已成為未來一系列高技術發展中的重大需求。鋰離子二次電池極具高比能等優勢,是當前新型高性能綠色二次電池代表。我們國家能源問題是我們國家的重大問題,我們出富煤少油,現在石油進口量已經超過安全警戒線,超過50%,將近60%,我們國家是世界最大二氧化碳的排出國。在“十二五”國家戰略性新興產業發展規劃中,跟我們有關的,節能環保、新能源、新材料、新能源汽車都和我們這個二次電池有關。

                  隨著風力與光伏電站、智能電網的飛速發展,迫切需要高效、清潔的大規模蓄電技術,新型二次電池已受到電力系統的高度關注,要求資源廣泛、高性價比、環境友好、長壽命、易維護。

                  發展儲能產業,一個是低谷電的利用,我們國家低谷電每年白白耗掉幾百億,可以發展可再生能源;瘜W儲能是新能源利用的關鍵所在,是實現超越時空能量轉移的儲能技術,為新能源的利用提供了基礎。

                  這是各種化學儲能體系的性能比較,鋰離子、鎳氫、鉛酸、鈉硫、電容器、液流。

                  從目前儲能需求和當前各類技術成熟的情況來看,鋰離子電池、釩液流電池和鉛炭電池最具有規;瘧泌厔。從技術成熟度和成本下降空間來看,鋰離子電池的產業鏈較成熟,上下游配套基礎較好,但時間內成本下降空間較大。從電網儲能對儲能技術的綜合要求來看,鋰離子電池是一種有前景的儲能技術,在儲能方面的應用有望占領先機。

                  儲能所面臨的技術瓶頸,技術問題、產業化問題,特別是電池要求均勻性,降低制造成本,電池均勻性不好的話會影響總體的使用,而這個均勻性要求我們制造又需要自動化設置。

                  下面講電動汽車,從電動汽車“幾起幾落、幾落幾起”的歷程可以看出,二次電池是電動汽車發展的主要技術瓶頸。奧巴馬就任美國總統以來,針對新能源、混合動力汽車提出了明確目標和政策,在10年內投入1500億美元,預計至2020年,電動汽車將占美國市場25%左右,投資15億美元用于動力電池研發。日本也如此,國家也在投入,各個企業也在投入。我們國家正在成為世界汽車生產和消費大國,面臨節能減排的重大挑戰。歐洲和日本2020年二氧化碳減排標準分為定為95和115.5,我們中國定在每公里120g,低碳經濟促使汽車二氧化碳減排標準法規日趨嚴格,從技術經濟綜合評價看,汽車動力混合化和電氣化勢在必行。

                  這是我們國家電動汽車方面,從“十五”開始,我們當時定了一個“三縱三橫”,F在國家對電池,電池是當中一個技術瓶頸,越來越重視。

                  在動力電池當前能量密度比較,有北汽的,磷酸鐵鋰的等,有這么一個表。

                  納米尖晶石包覆,50周循環后材料容量保持在270。

                  通過電極材料機構的設計,一個是進行設計,也在進行實驗,F在通過材料,再進行合成,現在也是大家比較關注的。

                  安全性問題要求多角度、系統提高安全性。

                  這是軟連接電池組,這個對于電池,其實特斯拉也是用的18650,作為這個系統集成。

                  經濟性,現在可以說在經濟性方面,現在的經濟方面還有待一個競爭,鉛酸屬于低成本,現在還是主流,鋰離子電池成本現在還比較高,鈉硫電池安全性前段日子也出了問題,液流可靠性也有待提高。比亞迪于2009年建成我國第一座MW級鋰離子電池儲能電站,電科院2010年在張北開展了1MW鋰離子系統與風電機組的聯合運行實驗,以評估鋰離子電池的應用。這是張北風光儲示范工程,鋰離子電池的情況。目前有四組鋰離子電池。這是張北的風光儲的示范基地。

                  現在儲能電池的要求,現在電力系統希望一個是在能量密度高于鉛酸電池,另外是能量轉換效率要求大于80%,另外循環壽命要高于5000次,成本希望在一個瓦時一塊錢以下。達到這種要求的話,界面反應大家都比較關注,界面結構和功能化調控是構建高比能、高功率、長壽命儲能電池所涉及的一個共性科學問題。因為現在電力系統希望我們這個電池既有比較高的比能量,又有比較高的比功率,又要長壽命,要便宜。另外納微復合結構材料的應用有望同時提升能量密度、充電速率、安全性、壽命。

                  另外電池的回收,我們看到日本是一個資源貧國,但是他通過回收,他的黃金超過了世界儲量最大的南非。電池怎么來回收,采用了綠色的回收方法,這個也都是得到專利的。

                  我國動力電池亟待解決的問題。

                  這是鋰離子電池產業鏈全景圖。實際上真正要投資的話一定要搞一個產業鏈。

                  我們希望以后的電池是全綠色的,這是我們的團隊,北京理工大學,我這個團隊有一百多人,另外別的團隊還有武漢大學、清華大學等。

                  能源和環境是21世紀全球關注的重大問題,新型鋰離子二次電池和相干能源材料已成為國際研究的熱點,我國在此領域依然面臨著極大的挑戰,中國電動汽車和動力電池的發展需要更新的觀念,希望各界的共同努力,謝謝。

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