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到2020年鋰離子電池單體能量密度或無法實現350瓦時/公斤?

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2018年05月25日  

  近日,在“2018中國新能源動力電池暨儲能產業大會”新聞發布會上,國家“863”計劃節能與新能源汽車重大項目總體專家組專家肖成偉表示,根據國家動力電池技術路線圖的規劃要求,到2020年,鋰離子電池的單體能量密度目標為350瓦時/公斤,他認為,從目前的動力電池技術來看,這一目標可能無法達到。


  能否實現專家看法不一


  肖成偉認為,三元鋰離子動力電池目前已經可以看到能量密度的“天花板”,目前的高鎳材料、碳硅負極的鋰電池,單體能量密度最高應該在300瓦時/公斤左右,正負不超過20瓦時/公斤,所以依靠三元材料鋰離子電池完成350瓦時/公斤的技術路線規劃目標,應該是不可能了。要達到350瓦時/公斤的技術路線規劃目標,還需要寄希望于新一代鋰離子電池或者固態電池,但是目前這兩類動力電池都沒有進入產業化應用階段,所以,肖成偉預計到2020年實現350瓦時/公斤技術路線規劃目標可能無法達到。


  對于350瓦時/公斤能否實現,中國電動汽車百人會執行副理事長、科技部電動汽車重大項目總體專家組組長、全國政協常委、清華大學教授歐陽明高還是比較樂觀的。他在1月7日,由電動汽車百人會主辦的“把握全球變革趨勢,實現高質量發展”熱點問題交流會上,樂觀地表示,鋰離子動力電池密度有望于2020年前實現300瓦時/公斤。


  他表示,要在2020年產業化的300瓦時/公斤的電池單體,目前已經取得了實質性突破。像寧德時代、天津力神和國軒高科采用的技術路線大同小異:正極是高鎳三元,負極是硅碳負極。300瓦時/公斤的電池單體大概能做出200~210瓦時/公斤的電池系統,這和今年年初單體能量密度230瓦時/公斤左右,電池系統150瓦時/公斤左右相比有很大提高。


  肖成偉提到的“全固態鋰電池”是一種在工作溫度區間內所使用的電極和電解質材料均呈固態,不含任何液態組份的鋰電池,全稱是“全固態電解質鋰電池”。這個全固態鋰電池又分成全固態鋰一次電池和全固態鋰二次電池。全固態鋰二次電池又分成全固態鋰離子電池和鋰金屬電池。


  歐陽明高指出,目前有突破、有性能優勢和產業化前景的,主要是固態鋰離子電池。它和全固態鋰電池的區別是不全都是固態電解質,真正的固態鋰離子電池,其電解質是固態,但在電芯中有少量的液態電解質;所謂半固態,就是固態電解質、液態電解質各占一半,或者說電芯的一半是固態,一半是液態的;準固態就是主要為固態、少量是液態。


  那么動力電池達不到技術路線規劃的目標,我國新能源汽車發展的進程會不會受阻呢?肖成偉認為應該不會,他指出,影響動力電池性能的不僅僅是比能量密度一個指標,還有動力電池的比功率密度、安全性、一致性、循環壽命等多種因素,在眾多指標和成本之間找到一個產業化應用的平衡點,才是支撐新能源汽車發展的關鍵。


  電池質量影響安全和續航


  因為我國的面積比較大,大家對于續航里程的焦慮可能更多一點,所以國內動力電池企業可能對于比能量密度的關注度更高。但是歐洲、日本等一些動力電池企業,在動力電池技術上對于比功率密度、安全性、一致性等指標則是各有側重。


  350瓦時/公斤能否實現不在于預測,更需要的是技術突破和產業應用。記者了解到,目前國內外鋰離子動力電池單體技術研發基本處于同一水平,但安全性研究尚待加強。這種電池的核心是安全性。


  與會專家一致認為,動力電池品質影響電動汽車安全和續航,特別是安全問題,應以預防為主,要從產品的設計做起,特別是在電池比能量不斷提高的情況下,越要注重安全問題。同時隨著動力電池產能的擴張,我國新能源汽車動力電池行業產品差異性越來越大,這無疑將掀起新一輪產業重組熱潮。


  會上,華泰新能源研究院院長楊偉斌透露,近兩年我國的新能源汽車續航增加的非常快,一方面得益于動力電池能量密度的增加,另一方面也得益于成本的快速下降。隨著動力電池技術的進步和成本的下降,再加上政策優惠等,電動汽車相對于傳統燃油車的優勢未來將慢慢顯現出來。楊偉斌預測,隨著產業規模的擴大,以及動力電池回收利用的規模化應用,未來動力電池還有進一步下降的空間。肖成偉指出,動力電池技術發展很快,但大家對電池的要求很高,希望能夠達到跟燃油車競爭的程度,能量密度、功率密度、安全性、循環壽命、快速充電、溫度的使用范圍以及成本都能夠達到預期的目標,因此動力電池行業仍面臨較大的挑戰,但他相信在整個行業的努力下,這些目標都能達到,或接近達到。


  中國化學與物理電源行業協會儲能應用分會秘書長劉勇強調,儲能產業需要用戶側、新能源發電側各方共同關注和推進,未來的重點在壽命成本和安全性上,應加大在應急電源和通信領域的應用。


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