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钛酸锂电池的前景如何?院士陈清泉这样回答

发表于:2017-03-24 09:48:06     作者:席淑静 来源:能见
 陈清泉院士1957年毕业于北京矿业学院(后更名为中国矿业大学)。1987年,陈清泉便开始研究电动汽车,在美国能源部及美国电力研究所的支持下,创办了国际电动车研究中心,1992年,因为在电动车领域的杰出研究成果,被甄选为美国电机电子工程师院士,1997年,当选中国工程院院士,是香港第一位中国工程院院士,同年获选英国皇家工程院院士和乌克兰工程科学院院士。2001年,获选剑桥大学丘吉尔学院院士,被《亚洲新闻》评为最佳技术创新者。

从上世纪80年代开始,陈清泉便坚信电动汽车是未来的方向,因为这是解决人类重大挑战的必然选择。他表示,近年来,中国工程院、美国国家工程院、英国皇家工程院轮流召开论坛,讨论全球重大挑战问题,其中,气候变化与可持续能源首当其冲。而电动汽车将会是解决气候变化和可持续能源问题的重要抓手。

这是一种从空中俯瞰河流走向的全局式思维,并为当下所缺。特斯拉的风靡和成功吸引了众多中国企业投身新能源汽车领域,但为何要发展新能源汽车?发展新能源汽车的总体目标是什么?众多身在其中的行业人士和政策制定者,都不甚明了。

陈清泉提出,中国电动汽车一定要加强顶层设计,为什么要做新能源汽车?目标是什么?新能源汽车的发展将带来哪些经济效益、环保效益、民生效益和科技效应?如何用政策来实现总体目标?什么才算是好的政策?这些都需要认真思考。

尽管还有需要改进的地方,但在陈清泉看来,改善环境的迫切需求、能源转型的现实压力、弯道超车的行业期盼、经济转型升级的总体要求,都决定了中国将会成为毋庸置疑的电动汽车王国。他指出,在不同阶段,电动汽车承担的主要目标各有不同。从现在到2020年,发展电动汽车的主要目标是减少雾霾,改善空气质量;2020~2030年,电动汽车的主要目标是改变能源结构,从化石能源为主走向非化石能源为主;2030~2050年,电动汽车的主要任务是减少二氧化碳排放,燃料电池电动汽车能逐渐成熟且比例不断增加。

作为始终专注于能源创新的媒体,小编此次采访关注的核心是近来大热的钛酸锂技术是否能成为未来的主流储能技术路线,陈清泉此前曾带领珠海银隆新能源有限公司的技术研发团队,于2009年6月成功研发世界上首款环型动力电池,对钛酸锂电池的前景,他表示:

珠海银隆、微宏动力、中信国安盟固利等中国公司都在做钛酸锂电池。

钛酸锂电池的优势是反应快、充放电快,为什么?因为他用的负极是钛酸锂,这样正极和负极之间不会产生SEI膜,其他的电池在正常工作的时候没有问题,但是在快速充电、放电的时候,他就长膜了,一长膜,它的电阻就增加了。钛酸锂不会,因为从它的晶体结构来看,它是菱形晶体结构,不管是高温还是低温,都不会产生膜,所以可以快速放电。他的劣势也很明显,能量密度低,成本高。

结合他的优势和劣势,钛酸锂电池一定要用对地方,他可以和智能电网有很好的结合,因为他充电快,反应快,可以和电网有一个很好的配合,尤其是大电网的调频要求精度高,钛酸锂用来调频非常适合。

但钛酸锂会成为未来的主流储能技术么?说实话,我没有答案。因为要得到这个答案,就要对每一种电池的优缺点非常了解,对市场需求非常了解,你才能够做出判断,我今天还没有答案,因为我这方面的资料还没有形成到这样的一个程度,你一定要不断的关注新的技术、新的材料的出现、新的材料产业化的进展,才能有答案,这是一个非常系统、非常复杂的问题。

近年来,储能技术发展的很快,我做过统计,从新材料到商品要经过5-6年,所以5-6年的时间就会出现新的东西,我们要提高能量密度、功率密度、效率成本,靠什么,从材料入手,正极材料、负极材料、电解液、隔板等等。现在新材料层出不穷,但是从实验室到产品需要经过5-6年的时间,所以美国每隔5-6年有新的电池出来,所以所有的企业要小心——首先你要有核心技术,其次你要引进人才,光靠忽悠,一天可以,时间一长肯定不行。

陈清泉院士提到的这三家做钛酸锂电池的公司,很多读者并不了解,我们简单梳理了三家公司的基本信息。

珠海银隆

钛酸锂电池技术路线坚定不移的领导者

珠海银隆创始人为魏银仓,去年以来因格力电器收购一事引来广泛关注。魏银仓2005年开始介入电池领域,他找来中国工程院院士、世界电动车协会主席陈清泉领衔技术研发团队,并于2009年6月成功研发世界上首款环型动力电池,2010年9月20日魏银仓与美国奥钛纳米技术有限公司签订收购协议,2011年7月22日战略控股美国奥钛纳米技术有限公司,2012年整体收购了美国奥钛公司的研发团队及专利技术,此后又收购了有整车生产资质的广通汽车、及安徽安凯旗下的星凯龙客车。

银隆的圆柱环形钛酸锂电池的优势主要是循环和倍率性能好,用数据来说的话,就是6分钟即可充满电,如果充电倍率加大的话,充电速度还能更快,即便是这样的充放电速度,银隆的钛酸锂电池经过25000个循环后,电池仍然能够保持80%以上的容量。但钛酸锂电池能量密度低,银隆目前使用的钛酸锂电池的能量密度是70-80 Wh/Kg,成本约5元/wh。截至2016年底,公司钛酸锂电池的产能为6亿Ah,规划2017年6月产能达到22亿Ah。

珠海银隆 2016 年度的营业收入近79亿元,净利润为 8.36亿元。珠海银隆的钛酸锂电池主要应用于纯电动客车,2016年上半年公司89.37%的收入来自纯电动客车销售业务。

微宏动力

钛酸锂电池不再是公司重心

微宏动力系统(湖州)有限公司成立于2006年,是由位于美国德克萨斯州休斯敦的微宏公司(Microvast,Inc.)投资的全资子公司。微宏动力以快充钛酸锂动力电池为主,于2011年率先将快速充电技术投入到商业运营中。2009年发布第一代快充电池LpTO钛酸锂电池,具备日产8万只10Ah的钛酸锂电池产品的产能。2013年10月微宏发布了旗下第二代快充电池技术LpCO,为多元复合锂电池,2015年5月,微宏发布了第三代产品MVPack,和此前产品主打客车市场不同,第三代产品主要面向新能源乘用车市场,能量密度为170Wh/Kg。

钛酸锂电池并非微宏动力的主打产品,2017年1月,公司市场副总裁宋寒表示,现在的微宏动力,早已不是靠钛酸锂电池一款产品打天下,其中第二代快充电池LpCO锂电池就已经占据了微宏动力80%的出货量。

微宏动力技术研发以“快充、长寿命、高安全”为核心,围绕这一目标在负极材料、隔膜材料、电解液技术等方面综合攻关技术难题,面向新能源客车及乘用车市场销售电池产品及解决方案。对外的财报数据显示,微宏动力2016年前三季度营业收入为8.7亿元,净利润近1.7亿元。目前公司锂电池系统年产750MWh,三期工程已经开工,投产后锂电池新增产能11GWh。

盟固利

锰系锂离子电池的领军者

中信国安盟固利动力科技有限公司(简称MGL)成立于2002年5月, 是中国中信集团旗下一家专业从事新能源汽车用锂离子动力电池、储能用锂离子电池及锂离子电池关键材料的研发和产业化的高新技术企业,是世界上率先实现大容量锰系锂离子电池规模化生产与市场化应用的动力电池企业。

MGL的锰系锂离子电池单体电池比能量达到 160Wh/kg,比功率达到1800W/kg,单体寿命达到 3000 次以上,同时电池系统寿命达到质保8年以上水平。

钛酸锂方面,2015年MGL推出20Ah钛酸锂电池,该款电池可实现8C持续充入90%的容量,并且温升仅为6℃,同时12C可放出95%的容量,非常适用于快充领域。

总 结

简单汇总以上信息不难发现,目前坚定不移走钛酸锂电池技术路线的只有珠海银隆一家。据中国化学与物理电源行业协会统计,2016年44家动力锂离子电池企业共生产各类动力锂离子电池466.68亿瓦时,销售433.54亿瓦时,实现销售收入786.31亿元。其中,销售钛酸锂电池8.93亿瓦时,占比2%,还不及锰酸锂电池多。

不过储能的市场很大,钛酸锂电池有着适用于大电网调峰调频的特性,我国电力市场化目前推进还算顺利,未来电网储能服务市场的崛起是必然趋势,钛酸锂电池的市场规模值得期待。

FR:能见

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