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材料决定锂电池性能 国内企业抓紧布局

文字:[大][中][小] 手機頁面二維碼 2016/4/28     浏覽次數:    

尋求高能量密度、高安全、環保和價格便宜的電池材料是動力锂離子電池發展的關鍵所在。目前國內不少企業和高校紛紛介入動力锂離子電池材料的研發和生産中,但我國在高端電池材料的研發上與國際先進水平的距離越拉越大,尤其是自主知識産權的新材料體系方面,業內專家表示,如果國內電池材料企業僅在低水平無序競爭,則锂離子電池産業的發展令人擔憂。

電池材料決定電池性能

中國科學院物理研究所研究員黃學傑在接受采訪時表示,材料在锂離子電池成本中占比很大,超過70%,而锂離子電池性能更是材料說了算。因此,尋求高能量密度、高安全、環保和價格便宜的電池材料是動力锂離子電池發展的關鍵所在。

深圳市海盈科技有限公司研發部經理陶芝勇表示,锂離子電池材料目前在國內的發展情況良好,其中電極材料産業化程度非常高,而隔膜、鋁塑膜方面還需要努力,尤其是鋁塑膜,目前嚴重依賴進口。他分析說,錳酸锂和磷酸鐵锂都是動力電池應用的主要正極材料,成本、性能、用途都有共同點和不同點,錳酸锂成本低,制造工藝成熟,安全性好,目前被大量應用在電動自行車和其他類型小容量電池組上。

磷酸鐵锂材料除了安全性更好以外,循環和高溫特性遠遠優于錳酸锂,缺點是低溫性能差和標准電壓較低,所以目前兩種材料交叉使用比較普遍。但由于磷酸鐵锂安全性能突出,長遠而言,在高電壓高容量方面如電動車電池組上具有優勢,目前由于制造工藝不甚成熟和市場化進度慢,磷酸鐵锂成本高于錳酸锂,在國內的批次穩定目前仍言之過早。

同濟大學汽車學院副教授魏學哲表示,雖然磷酸鐵锂離子電池目前最被看好,但磷酸鐵锂電池的比能量較低,且低溫特性不夠好,而錳酸锂及三元材料锂離子電池技術也都在競相發展過程中,各種技術途徑的最終市場表現仍有待觀察。

中國電池工業協會副理事長兼技術委員會主任王金良分析了目前國內電池材料的發展情況,他表示,目前用得較多的動力電池正極材料主要是磷酸鐵锂和錳酸锂,這兩種材料各有優缺點,將在一段時間內共存,因此,國內企業在發展錳酸锂的同時也要發展磷酸鐵锂;在負極材料方面,應該重視新材料的開發,如钛酸锂,密切跟蹤世界先進技術的發展動向;電解液方面,應加大關鍵材料的國産化力度,如六氟磷酸锂,目前主要依靠從國外進口,國內企業應加快這方面産業化進度,此外,還要重視電解液中的添加劑的研發;在電池隔膜方面,目前單層膜可以國産化,高端隔膜、複合膜還要從國外進口,國內企業應該重視複合膜的研究和開發。

國內外差距拉大形勢緊迫

目前國內動力理離子電池材料産業也不可避免地出現了一哄而上的局面,而且最令人擔心的是我國在高端電池材料的研發上與國際先進水平的距離越拉越大,尤其是自主知識産權的新材料體系方面,業內專家表示如果國內電池材料企業僅在低水平無序競爭,則锂離子電池産業的發展令人擔憂。

黃學傑告訴記者,目前新能源汽車的概念在國內被炒得很熱,國家相繼出台了一些補貼政策,而在新能源汽車項目中,國家的補助都給了做電動汽車的企業了,電池企業根本拿不到多少實際補貼,更別提其上遊的材料企業了。

他表示,目前國內號稱做锂離子電池的企業達到300多家,而做磷酸鐵锂材料的企業也達到100多家,如此蜂擁而上,破壞了國內锂離子電池産業的生態環境。這樣導致的結果就是,低水平重複建設,競相壓價。因此,大陸目前100多家做磷酸鐵锂的電池企業還做不過台灣的3家動力锂離子電池企業。”如果企業沒有核心技術和實力,未來的日子會很難過。”黃學傑說。

王金良也贊同上述觀點,他認爲,國內電池材料企業要增強技術創新能力,不要覺得某個項目好就一哄而上,一哄而上會使好的企業受到沖擊。他建議,國家應該重點扶持有能力、有條件的企業進行産業化開發,加強材料企業與電池企業的聯系,密切産學研合作。

複旦大學化學系吳宇平教授表示,動力锂離子電池産業發展關鍵在于材料,因此國內材料企業必須提高質量,否則電動車開不起來。”這其中當然需要國家的大力支持,如合理分配資源配置,讓有後續技術發展和市場拓展能力的企業和高校得到相關項目。”吳宇平說。

業內人士同時表示,國內企業應該通過政府及其企業的多方向投入,加強多學科包括物理、化學及材料學科等科研人員的合作,深入探索新型材料的研發。進一步提高材料的能量密度、高倍率性能、高低溫性能、均勻性和安全性等,滿足電動汽車的需要。此外,還要通過技術改造和市場規模擴大努力降低成本。

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