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鈦酸鋰電池的發(fā)展前景

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:1073次  |  2018年09月22日  

陳清泉院士1957年畢業(yè)于北京礦業(yè)學(xué)院(后更名為中國礦業(yè)大學(xué))。1987年,陳清泉便開始研究電動汽車,在美國能源部及美國電力研究所的支持下,創(chuàng)辦了國際電動車研究中心,1992年,因?yàn)樵陔妱榆囶I(lǐng)域的杰出研究成果,被甄選為美國電機(jī)電子工程師院士,1997年,當(dāng)選中國工程院院士,是香港第一位中國工程院院士,同年獲選英國皇家工程院院士和烏克蘭工程科學(xué)院院士。2001年,獲選劍橋大學(xué)丘吉爾學(xué)院院士,被《亞洲新聞》評為最佳技術(shù)創(chuàng)新者。

從上世紀(jì)80年代開始,陳清泉便堅(jiān)信電動汽車是未來的方向,因?yàn)檫@是解決人類重大挑戰(zhàn)的必然選擇。他表示,近年來,中國工程院、美國國家工程院、英國皇家工程院輪流召開論壇,討論全球重大挑戰(zhàn)問題,其中,氣候變化與可持續(xù)能源首當(dāng)其沖。而電動汽車將會是解決氣候變化和可持續(xù)能源問題的重要抓手。

這是一種從空中俯瞰河流走向的全局式思維,并為當(dāng)下所缺。特斯拉的風(fēng)靡和成功吸引了眾多中國企業(yè)投身新能源汽車領(lǐng)域,但為何要發(fā)展新能源汽車?發(fā)展新能源汽車的總體目標(biāo)是什么?眾多身在其中的行業(yè)人士和政策制定者,都不甚明了。

陳清泉提出,中國電動汽車一定要加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì),為什么要做新能源汽車?目標(biāo)是什么?新能源汽車的發(fā)展將帶來哪些經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)保效益、民生效益和科技效應(yīng)?如何用政策來實(shí)現(xiàn)總體目標(biāo)?什么才算是好的政策?這些都需要認(rèn)真思考。

盡管還有需要改進(jìn)的地方,但在陳清泉看來,改善環(huán)境的迫切需求、能源轉(zhuǎn)型的現(xiàn)實(shí)壓力、彎道超車的行業(yè)期盼、經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級的總體要求,都決定了中國將會成為毋庸置疑的電動汽車王國。他指出,在不同階段,電動汽車承擔(dān)的主要目標(biāo)各有不同。從現(xiàn)在到2020年,發(fā)展電動汽車的主要目標(biāo)是減少霧霾,改善空氣質(zhì)量;2020~2030年,電動汽車的主要目標(biāo)是改變能源結(jié)構(gòu),從化石能源為主走向非化石能源為主;2030~2050年,電動汽車的主要任務(wù)是減少二氧化碳排放,燃料電池電動汽車能逐漸成熟且比例不斷增加。

作為始終專注于能源創(chuàng)新的媒體,能見Eknower此次采訪關(guān)注的核心是近來大熱的鈦酸鋰技術(shù)是否能成為未來的主流儲能技術(shù)路線,陳清泉此前曾帶領(lǐng)珠海銀隆新能源有限公司的技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì),于2009年6月成功研發(fā)世界上首款環(huán)型動力電池,對鈦酸鋰電池的前景,他表示:

珠海銀隆、微宏動力、中信國安盟固利等中國公司都在做鈦酸鋰電池。

鈦酸鋰電池的優(yōu)勢是反應(yīng)快、充放電快,為什么?因?yàn)樗玫呢?fù)極是鈦酸鋰,這樣正極和負(fù)極之間不會產(chǎn)生SEI膜,其他的電池在正常工作的時(shí)候沒有問題,但是在快速充電、放電的時(shí)候,他就長膜了,一長膜,它的電阻就增加了。鈦酸鋰不會,因?yàn)閺乃木w結(jié)構(gòu)來看,它是菱形晶體結(jié)構(gòu),不管是高溫還是低溫,都不會產(chǎn)生膜,所以可以快速放電。他的劣勢也很明顯,能量密度低,成本高。

結(jié)合他的優(yōu)勢和劣勢,鈦酸鋰電池一定要用對地方,他可以和智能電網(wǎng)有很好的結(jié)合,因?yàn)樗潆娍?,反?yīng)快,可以和電網(wǎng)有一個(gè)很好的配合,尤其是大電網(wǎng)的調(diào)頻要求精度高,鈦酸鋰用來調(diào)頻非常適合。

但鈦酸鋰會成為未來的主流儲能技術(shù)么?說實(shí)話,我沒有答案。因?yàn)橐玫竭@個(gè)答案,就要對每一種電池的優(yōu)缺點(diǎn)非常了解,對市場需求非常了解,你才能夠做出判斷,我今天還沒有答案,因?yàn)槲疫@方面的資料還沒有形成到這樣的一個(gè)程度,你一定要不斷的關(guān)注新的技術(shù)、新的材料的出現(xiàn)、新的材料產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)展,才能有答案,這是一個(gè)非常系統(tǒng)、非常復(fù)雜的問題。

近年來,儲能技術(shù)發(fā)展的很快,我做過統(tǒng)計(jì),從新材料到商品要經(jīng)過5-6年,所以5-6年的時(shí)間就會出現(xiàn)新的東西,我們要提高能量密度、功率密度、效率成本,靠什么,從材料入手,正極材料、負(fù)極材料、電解液、隔板等等?,F(xiàn)在新材料層出不窮,但是從實(shí)驗(yàn)室到產(chǎn)品需要經(jīng)過5-6年的時(shí)間,所以美國每隔5-6年有新的電池出來,所以所有的企業(yè)要小心——首先你要有核心技術(shù),其次你要引進(jìn)人才,光靠忽悠,一天可以,時(shí)間一長肯定不行。

陳清泉院士提到的這三家做鈦酸鋰電池的公司,很多讀者并不了解,我們簡單梳理了三家公司的基本信息。

珠海銀隆

鈦酸鋰電池技術(shù)路線堅(jiān)定不移的領(lǐng)導(dǎo)者

珠海銀隆創(chuàng)始人為魏銀倉,去年以來因格力電器收購一事引來廣泛關(guān)注。魏銀倉2005年開始介入電池領(lǐng)域,他找來中國工程院院士、世界電動車協(xié)會主席陳清泉領(lǐng)銜技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì),并于2009年6月成功研發(fā)世界上首款環(huán)型動力電池,2010年9月20日魏銀倉與美國奧鈦納米技術(shù)有限公司簽訂收購協(xié)議,2011年7月22日戰(zhàn)略控股美國奧鈦納米技術(shù)有限公司,2012年整體收購了美國奧鈦公司的研發(fā)團(tuán)隊(duì)及專利技術(shù),此后又收購了有整車生產(chǎn)資質(zhì)的廣通汽車、及安徽安凱旗下的星凱龍客車。

銀隆的圓柱環(huán)形鈦酸鋰電池的優(yōu)勢主要是循環(huán)和倍率性能好,用數(shù)據(jù)來說的話,就是6分鐘即可充滿電,如果充電倍率加大的話,充電速度還能更快,即便是這樣的充放電速度,銀隆的鈦酸鋰電池經(jīng)過25000個(gè)循環(huán)后,電池仍然能夠保持80%以上的容量。但鈦酸鋰電池能量密度低,銀隆目前使用的鈦酸鋰電池的能量密度是70-80Wh/Kg,成本約5元/wh。截至2016年底,公司鈦酸鋰電池的產(chǎn)能為6億Ah,規(guī)劃2017年6月產(chǎn)能達(dá)到22億Ah。

珠海銀隆2016年度的營業(yè)收入近79億元,凈利潤為8.36億元。珠海銀隆的鈦酸鋰電池主要應(yīng)用于純電動客車,2016年上半年公司89.37%的收入來自純電動客車銷售業(yè)務(wù)。

微宏動力

鈦酸鋰電池不再是公司重心

微宏動力系統(tǒng)(湖州)有限公司成立于2006年,是由位于美國德克薩斯州休斯敦的微宏公司(Microvast,Inc.)投資的全資子公司。微宏動力以快充鈦酸鋰動力電池為主,于2011年率先將快速充電技術(shù)投入到商業(yè)運(yùn)營中。2009年發(fā)布第一代快充電池LpTO鈦酸鋰電池,具備日產(chǎn)8萬只10Ah的鈦酸鋰電池產(chǎn)品的產(chǎn)能。2013年10月微宏發(fā)布了旗下第二代快充電池技術(shù)LpCO,為多元復(fù)合鋰電池,2015年5月,微宏發(fā)布了第三代產(chǎn)品MVPack,和此前產(chǎn)品主打客車市場不同,第三代產(chǎn)品主要面向新能源乘用車市場,能量密度為170Wh/Kg。

鈦酸鋰電池并非微宏動力的主打產(chǎn)品,2017年1月,公司市場副總裁宋寒表示,現(xiàn)在的微宏動力,早已不是靠鈦酸鋰電池一款產(chǎn)品打天下,其中第二代快充電池LpCO鋰電池就已經(jīng)占據(jù)了微宏動力80%的出貨量。

微宏動力技術(shù)研發(fā)以“快充、長壽命、高安全”為核心,圍繞這一目標(biāo)在負(fù)極材料、隔膜材料、電解液技術(shù)等方面綜合攻關(guān)技術(shù)難題,面向新能源客車及乘用車市場銷售電池產(chǎn)品及解決方案。對外的財(cái)報(bào)數(shù)據(jù)顯示,微宏動力2016年前三季度營業(yè)收入為8.7億元,凈利潤近1.7億元。目前公司鋰電池系統(tǒng)年產(chǎn)750MWh,三期工程已經(jīng)開工,投產(chǎn)后鋰電池新增產(chǎn)能11GWh。

盟固利

錳系鋰離子電池的領(lǐng)軍者

中信國安盟固利動力科技有限公司(簡稱MGL)成立于2002年5月,是中國中信集團(tuán)旗下一家專業(yè)從事新能源汽車用鋰離子動力電池、儲能用鋰離子電池及鋰離子電池關(guān)鍵材料的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的高新技術(shù)企業(yè),是世界上率先實(shí)現(xiàn)大容量錳系鋰離子電池規(guī)?;a(chǎn)與市場化應(yīng)用的動力電池企業(yè)。

MGL的錳系鋰離子電池單體電池比能量達(dá)到160Wh/kg,比功率達(dá)到1800W/kg,單體壽命達(dá)到3000次以上,同時(shí)電池系統(tǒng)壽命達(dá)到質(zhì)保8年以上水平。

鈦酸鋰方面,2015年MGL推出20Ah鈦酸鋰電池,該款電池可實(shí)現(xiàn)8C持續(xù)充入90%的容量,并且溫升僅為6℃,同時(shí)12C可放出95%的容量,非常適用于快充領(lǐng)域。

總結(jié)

簡單匯總以上信息不難發(fā)現(xiàn),目前堅(jiān)定不移走鈦酸鋰電池技術(shù)路線的只有珠海銀隆一家。據(jù)中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會統(tǒng)計(jì),2016年44家動力鋰離子電池企業(yè)共生產(chǎn)各類動力鋰離子電池466.68億瓦時(shí),銷售433.54億瓦時(shí),實(shí)現(xiàn)銷售收入786.31億元。其中,銷售鈦酸鋰電池8.93億瓦時(shí),占比2%,還不及錳酸鋰電池多。

不過儲能的市場很大,鈦酸鋰電池有著適用于大電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻的特性,我國電力市場化目前推進(jìn)還算順利,未來電網(wǎng)儲能服務(wù)市場的崛起是必然趨勢,鈦酸鋰電池的市場規(guī)模值得期待。

鉅大鋰電,22年專注鋰電池定制

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