
邱新平:鋰電池產業發生四大轉變
未來五年,中國鋰電池產業面臨四個轉變。第一,中國鋰電池產業逐步從技術密集向資金密集方向轉變。后進入者如果不具備技術或資金的話語權,那么機會將越來越少。
第二,我國鋰電池產業有逐步向封閉型發展的特點。一方面,由于每個企業有固定的上游和下游,新進入的企業機會將越來越少。另一方面,我國鋰電池產業鏈正逐步走向封閉,對于先進入者而言,機會變好。隨著鋰電池技術的發展,企業壓力也隨之增加。以電池材料為例,一旦過幾年企業跟隨的步子稍微慢一點,就有可能掉隊,這影響的不是一家企業,而是整個下游公司。因此,這對目前擁有生產線的電池廠家提出更高的要求,他們不僅要做產品,還要做好技術研發,同時參與國內、國際競爭。
第三,鋰電池技術發展加快。回顧一下2008年展示的電動汽車,當時應用的磷酸鐵鋰動力電池容量還比較低,然而近兩年動力電池的能量密度得到大幅度提升。
第四,下一階段的壓力更大。現階段,業內對下一代鋰電池的研究仍然存在爭議,其中包括追求高能量密度的重要性。
(邱新平:清華大學化學系教授 中國硅酸鹽學會固態離子學分會副秘書長)
侯獻華:鋰資源開發五點建議
鋰資源主要有三種類型,分別為鹽湖型、硬巖型以及地下鹵水型。實際上,根據分析,全球的鋰資源遠景要比已經查明的大得多,我國鋰資源主要分布在青海、西藏、四川、江西、新疆、湖南等地。從全國礦產資源儲量通報數據來看,2014年青海鋰鹽礦區有9個,氯化鋰基礎儲量1097.26萬噸,儲量375.48萬噸,查明資源量1594.08萬噸。西藏鹽湖主要分布在藏西北地區。
在三種鋰資源類型中,硬巖型品位較低、儲量大。通過基本類型對比,青藏高原的鋰資源被做出劃分,經過劃分后發現,我國鋰資源還有巨大潛力,青藏高原鹽湖、深層鹵水鋰資源量巨大。此外,還有鋁土礦伴生鋰等稀有元素礦床,如貴州大竹園鋁土礦、清鎮市貓場鋁土礦等,同樣包括煤型稀有元素礦床。
關于鹽湖鹵水的提鋰技術,沉淀法是主要技術之一。沉淀法包括鹽梯度太陽池提鋰、碳酸鹽沉淀法、鋁酸鹽沉淀法和水合硫酸鋰結晶沉淀法。還有離子交換吸附法、萃取法、煅燒法、膜滲透法和兌鹵法。
從目前來看,全球鋰資源及其開發主要集中在智利、阿根廷、澳大利亞和中國。2014年全球鋰產量總計3.6萬噸,鋰消費量達到3.3萬噸。從我國鋰供需現狀來看,2014年我國鋰產量5000噸,不到全球產量的1/6,而總消費量達到1.2萬噸。
從世界消費結構看,鋰電池位居第二。在中國,由于“十三五”戰略對鋰電池產業做出規劃,因此2015年下半年碳酸鋰價格直線飆升,預計到2020年,全國電動車產業需要碳酸鋰10.3萬噸。
隨著中國制造2025、能源發展戰略行動計劃等戰略的實施,節能與新能源汽車、新材料等戰略性新興產業加快發展,在未來一段時間鋰原材料將呈現以下態勢:需求持續增長、供應增加緩慢、生產成本上漲、鹽湖鋰價格繼續上漲。
對我國鋰資源開發利用提出五點建議。一是加快鋰資源的調查評價;二是重點加強鹽湖型鋰資源的開發利用研究;三是東西部聯手,打造我國鋰產業戰略聯盟;四是加大鋰礦區開發;五是根據我國新能源電動汽車產業發展情況,加強電池、電動汽車質量,建立電池回收體系。
(侯獻華:中國地質科學院礦產研究所副研究員)
劉道坦:梯次利用技術研究三個方面
目前,我國已經開始進行電池梯次利用工程示范項目。國網建有30kW/1MWh梯次利用錳酸鋰電池儲能系統和250kW/1MWh梯次利用磷酸鐵鋰電池儲能系統。前者主要作用是低谷儲電,調節變壓器的輸出功率,穩定節點電壓水平,避免高峰負荷時段的變壓器過載,并且在電網失電情況下,可由移動式儲能裝置帶動用戶負荷離網運行。后者主要用于接納可再生能源發電,跟蹤計劃等。
電池梯次利用技術側重三個方面的研究。技術性可行性方面,包括老化程度、后期衰退、安全性、可靠性,這些涉及到老化、失效機理、后續壽命、安全性、可靠性檢測、分級篩選技術、工況測試,重組與管理技術等方面。目前標準仍然缺失。
經濟可行性方面,包括舊電池成本及運輸/檢測、重組成本,新電池成本的快速降低,其他低成本的競爭性儲能技術,再利用的收益,需要快速檢測/分選/成本技術,選擇效益更好的再利用場景,電池系統組件綜合再利用,電池物盡其用等。
市場方面,所有權復雜、電池殘值、風險責任、電力市場,需要政府支撐與扶持,產業界積極應用。
總的來講,電動汽車動力電池梯次利用技術上總體可行。動力電池梯次利用的經濟性隨著儲能市場的發展及電池梯次利用規模化的應用,將逐漸顯現。動力電池技術進步、性能的提高利于電池梯次利用。電動汽車電池相關標準化有助于其梯次利用,需要進一步完善。
(劉道坦:中國電科院儲能與電工新技術研究所高級工程師)
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