什么材料是锂动力电池性能的决定因素呢?

2019-04-27      641 次浏览

中国电动汽车市场要真正启动,必须解决这些问题。郑永刚认为,至少需要5年以上的时间,进入锂电行业的企业必须熬过这一段过渡期,这期间资本不够雄厚就会被淘汰出局。


核心技术是瓶颈


电池是新能源汽车产业链中最重要的一环,中国不掌握制造锂电池的核心技术。中国的新能源汽车产业无法发展。


记者从中国电池工业协会获知,目前锂电池的生产可拆分为五个部分,分别是隔膜、电解液、正极材料、负极材料,以及铜箔、铝箔、添加液等附属配件。隔膜、电解液、正极材料、负极材料这四个部分总共占到锂电池成本的85%。曹国庆表示,锂电池价格的居高不下,很大程度上是该行业还没有形成产业化。附属配件、负极材料目前国内企业已经实现批量生产,拥有自主知识产权。但是占电池成本约70%的电解液、隔膜与正极材料依然依靠进口,特别是在高端市场尤其突出。


隔膜是锂电材料中技术含量最高的材料,隔膜的性能优劣,直接影响电池的容量、循环及安全性能。国内只有三家公司星源科技、金辉高科、格瑞恩可以做,像比亚迪、力神等知名企业依然依靠进口。曹国庆认为,目前隔膜材料市场前景看似很好,但是在国际上拥有发言权的基本上只有日本、韩国、美国以及英国几家跨国公司,这些企业垄断全球市场。目前在国内生产的磷酸铁锂电池,其材料的三大核心技术专利掌握在加拿大Phostech公司和美国威能公司手中。


动力电池产业化的瓶颈在于其技术性能和安全性,而高端电池材料则是锂动力电池性能的决定因素。常熟合众环保能源技术研究所所长沙永康表示,目前锂电池的核心技术基本上处于卖方市场,核心的东西是买不来的。“电解液号称锂电池的‘血液’,而六氟磷酸锂是生产电解液的最主要原材料,其占电解液成本的50%左右,生产技术难度非常高。目前全球范围内只有中国、日本实现了六氟磷酸锂产业化。可是我国主要依赖进口,核心技术主要由几家日本企业垄断。国内只有金光高科有限公司、天津化工设计研究院、天津金牛等少数企业能生产,但产能较少,品质与国外也存在很大差距。”沙永康透露,“目前,国产隔离膜相比国外优秀隔离膜的主要区别在国产的一致性差,使用国产隔离膜会导致电池质量不稳定。”


产业布局呈转移和融合


随着竞争的加剧,我国锂电池产业的转移和融合的趋势也渐趋明显。


未来,我国锂电池产业空间将演变产业梯度转移趋势。上游的锂电池材料产业更多的集中在东部地区,高端锂电池材料“门槛”较高,北京、江苏、上海等智力密集型东部区域将继续保持垄断地位,由于内地劳动力成本相对较低,电芯组装等劳动密集型环节将逐步由沿海向中西部地区转移。


今天,吉林中聚新能源科技有限公司在辽源举行年产1.2亿安时锂离子电池生产线落成投产暨12米纯电动大巴投运剪彩仪式,标志辽源新能源产业和新能源汽车发展步入了新阶段。


新能源和新能源汽车是国家重点支持的战略性新兴产业,也是辽源推进经济转型重点推进的接续替代产业。经过几年的发展,辽源已经形成以锂电池材料、高性能隔膜纸、锂离子动力电池、电机电控设备等企业协作配套的产业链条。中聚电池有限公司是在香港联交所上市的企业,主要从事大容量稀土锂离子动力电池制造和锂离子动力电池及相关配套产品研发、生产,是具有国内领先水平的大容量锂离子动力电池制造商。吉林中聚新能源科技有限公司是中聚电池有限公司在辽源市全资设立的动力锂离子电池生产基地。2010年10月,中聚电池有限公司收购了辽源一家动力电池企业,并投资近2亿元进行升级改造和扩建,建成投产了年产1.2亿安时锂离子动力电池生产线,多款电池产品已通过国家检测认证。同时,吉林中聚新能源科技公司与一汽客车有限公司成功研发生产出12米纯电动客车。该车具有性能稳定、动力良好、续航能力强等特点,目前正在申报进入国家汽车目录。


南京特种航天大学的大学生们发明了一种新型电池,使得混合动力汽车在起动、加速、爬坡、急刹车时也能动力十足。他们为新电池取名为“新型Li4Ti5O12/AC混合电容器电池”(简称“Li/C混合电容电池”)。


团队成员曹晓彤表示,传统的锂离子电池具有工作电压高、能量密度大的优点,但耐不住过充、过放电过程,存在一定的安全隐患。超级电容器充电放电迅速、功率高、循环寿命长,但能量密度却较低。


曹晓彤说,现在常见的电动自行车,用的大都是锂离子电池,其速度性能受到了一定的限制。如果要实行大功率速度运转,就需要通过配置一个附加的电容器实现,还要再添加一个控制器进行控制,这就使电动自行车体积不断增大,操作过程也变得麻烦。


针对此问题,南航大学生们研制了新型混合电容器电池。机构验证报告显示,相比于现有的电池、电容器,新研制电池实现了大容量储能、宽工作温度范围、高功率密度、安全性能好、循环寿命长等综合性能。在大容量快速充电放电时,电池容量保持良好,使新型混合电容器电池成为环保型混合动力汽车理想选择之一。


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