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业务范围:蓄电池检测、标准制定、《蓄电池》杂志、信息化服务

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蜂巢能源无钴电池爆红法兰克福车展

德国时间9月13日起,2019法兰克福国际车展进入参观者众多的公众日。不仅整车场馆人满为患,9.0号零部件馆也人头攒动,尤其是位于A09展位的中国动力电池企业蜂巢能源科技有限公司(以下简称“蜂巢能源”),携带的下一代电池产品——无钴电池受到行业极大关注而迅速爆红。动力电池发展至今在品质性能上已经取得空前进步,而作为电池材料重要组成部分的钴元素则是稀缺资源。有行业数据显示,目前全球已探明的钴资源储量仅500万吨左右,其中65%分布在非洲刚果,其余35%分散在世界各地。刚果在开采钴矿过程中对矿工的血腥管理受到国际人权组织的强烈谴责,所以随着电池产能规模的快速扩张,钴元素的生产和价格波动直接影响着电池材料成本,成为困扰电池行业发展的一个难题。包括松下、LG、宁德时代等行业巨头都在为摆脱钴元素的资源依赖绞尽脑汁,而在7月9日行业新秀蜂巢能源率先宣布成功研发出世界首款无钴电池,让行业看到了摆脱钴资源依赖的希望。本次法兰克福车展,蜂巢能源将此项前沿技术产品带到世界聚光灯下,迅速引发行业的强烈关注。展会现场,包括戴姆勒、大众、欧宝、保时捷等欧洲主流OEM,以及伟巴斯特、马勒、elringklinger等Tier都表示出对蜂巢能源无钴电池的极大兴趣。参展双方就无钴电池的替代元素、能量密度、循环寿命、量产时间及成本控制等问题进行深入交流。据现场人员介绍,蜂巢能源的无钴三元材料电芯产品早在2018年3月就已正式立项,研发过程中通过掺杂技术改进了无钴材料在充放电的可逆性和结构稳定性,平台电压达3.71V,比三元811高出0.04V(3.67V)。本次参展的这款NMX无钴电池性能可以达到NCM811同等水平,材料成本则相应降低5~15%,由此带来的电芯BOM成本可以降低约5%,且让材料不受战略资源影响。在产品规划上,预计将在2019年底前完成材料开发,最快于2020年第三季度实现无钴电芯的SOP。参观者普遍对无钴电池在规避资源风险、降低成本等方面的行业价值给予充分肯定,并对蜂巢能源作为一家初创公司拥有的强大研发能力表示赞叹,表示接下来愿意就无钴电池展开进一步交流。业内人士分析表示,如果蜂巢能源无钴电池项目能如期实现,预计将对动力电池行业稳定发展带来强大的助推作用。

作者: 沈阳蓄电池研究所新闻中心 来源:蜂巢能源科技
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电池回收的“黑江湖”

经济观察报 记者 周菊 三年前瞅准了“风口”,投入大几千万成立电池回收企业的陈亮(化名),最近却有些一筹莫展。不知道为什么,他和同行预料中的电池回收“小高峰”并没有如期而至。“也不是完全没有增长,但是(增长的)速度远远不及预期。”陈亮表示,公司去年刚开始运营,年回收量为百余吨,今年预计将超一千吨。而基于此前对市场的乐观预测,其公司的生产能力已提升到了1.2万吨。在这样的情况下,陈亮的公司处于难以回本的状态。而此前业内的预测是,由于动力电池只有3-5年的寿命,随着2016年大力推广的第一批新能源汽车电池集中退役,锂电池报废量或将在2018年迎来“小高峰”——报废量超过17万吨,市场规模超过53亿元,且到2020年,这两个数字将分别达到20万吨和101亿元。冲着百亿级市场大蛋糕而来,却没有尝到甜头,与陈亮一样,对电池回收市场感受到巨大心理落差的正规电池循环回收企业不在少数。浙江华友循环科技有限公司副总经理高威乔告诉经济观察报记者,其所在公司去年的动力电池回收量也仅为1000吨左右,并没有等来所谓的“小高峰”,导致其非常疑惑“退役电池到底去了哪里”。与之形成鲜明对比的是,一些电池回收的“小作坊”生意却进行地如火如荼。经济观察报记者发现,只要在搜索平台上输入“动力电池+回收”的字样,就会跳出上千条高价上门回收的信息。记者拨打其中一家位于北京的“回收公司”进行咨询,其负责人王某对三元锂电池报出了15000元/吨的高价,这比正规企业的回收市场价高出约50%。对于上门的时间,其表示由于业繁忙,需要安排在两天以后。同一市场不同参与者生存境况的“冰火两重天”,折射出电池回收市场出现“劣币驱逐良币”的运营怪相。“已报废的电池,至少有一半流入黑市,并被非法拆解。”北京赛德美资源再利用研究院有限公司总经理赵小勇对此表示。高威乔则告诉记者这个比例可能还要更高,达到70%。而这不仅扰乱市场竞争,更严重的是会给社会环境带来不可逆的污染和破坏。针对以上“黑白两道”抢食的情况,工信部等主管部门此前已发布多项政策,以求通过电池生命周期管理、追溯,实现电池回收行业的规范化。9月10日,工信部就《新能源汽车动力蓄电池回收服务网点建设和运营指南》征求意见,指出新能源汽车生产及梯次利用等企业应按照国家有关管理要求建立回收服务网点并加强对废旧电池的跟踪,有望改善电池回收的行业乱象。此外,汽车行业资深分析师梅松林表示,电池回收企业并未明显感受市场暖意的另一个原因可能是,随着国家去年在京津冀、上海、广东、湖南等地区展开电池回收试点,进入电池回收行业的企业越来越多,包括新能源车企、电池供应商、独立的电池回收企业等,这造成了回收电池渠道的分流。而在这种混战的局面下,电池合法回收企业之间也或将面临洗牌。黑市的夏天?新能源汽车是近几年发展起来的新生事物,自2015年国家开始大力推广后销量才迅速增长,因此在新能源汽车的动力电池回收方面,尚未建立起完善的法规体系。而这却给从事废品回收的“小作坊”创造了介入动力电池回收领域的条件。数据显示,2016年中国新能源汽车销量为32万辆,业内预计至少有10万辆车载电池流入黑市,被非法拆解。据业内人士透露,“小作坊”在将电池回收后,一般会有几种处理方式。其中,最为普遍是的将电池进行拆解,将钴、锂等贵金属提炼出来进行销售。资料显示,不可再生钴金属价格最高的时候曾达到60多万每吨。在经济观察报记者向上述北京“回收公司”王某询问回收电池的用途时,他直言不讳:“我们拿回去拆解啊,提炼贵金属出售。”除对电池进行拆解外,业内有消息透露这些“小作坊”在对电池回收后会将其售卖给低速电动车、电动自行车等国家并不倡导的梯次利用领域,对后者的行车安全造成极大隐患。不过也有业内人士对此表示,由于小作坊不合法,且随着低速电动车的运营越来越规范,这种梯次利用的操作比较少。在一半报废电池流向黑市的情况下,甚至一些正规的回收企业不得不与黑市商贩合作,从后者手中购买电池,以维持工厂机器的运转和业务的提升。而这无疑又助长了回收黑市的繁荣,在推高收购价格的同时,也加大了正规回收企业的盈利难度。这些“小作坊”之所以能够顺利回收到电池,并与正规的大企业抢食,主要是由于其成本较低,因而在回收时能大幅推高报价。经济观察报从上述位于北京的回收公司负责人处得知,其三元锂电池的报价为15000元/吨,即使贵金属含量较少、价值较低的磷酸铁锂电池报价也高达12000元/吨。而多家券商给出的电池回收企业成本显示,正规企业回收的价格约为10000元/吨,甚至更低。但由于没有电池回收资质和电池拆解的专业设备,而动力电池含有大量对人体有害成分,“小作坊”式的电池回收将给社会安全和环境带来巨大风险。据业内人士透露,“小作坊”为了节省成本,通常采用手工拆解的原始方式,不仅损害从业人员的身体健康,甚至会产生爆炸的风险。另一方面,“小作坊”在对电池正极、负极进行贵金属的提取后,对废弃的电解液隔膜以及废液等没有处理能力,而是采用非法掩埋或倾倒的方式进行处理,随着物质的渗透和雨水冲刷,对方圆几公里的土壤和水质都将造成不可逆的污染。此前江苏和山西已破获数起非法倾倒废旧铅酸蓄电池废液的环境违法案件。当记者询问王某其公司是否有电池回收及拆解资格时,王某在支吾几秒后,艰难地吐出了“有”字。但无论是工信部还是地方性的白名单上,均未见该公司的踪影。为规范电池回收运营,工信部在去年9月发布了第一批符合《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》企业名单,共有五家车企入围,分别是广东光华科技股份有限公司、荆门市格林美新材料有限公司、湖南邦普循环科技有限公司、衢州华友钴新材料有限公司、赣州市豪鹏科技有限公司。有业内人士表示,有些经过地方政府环境评估认证的企业,也可以进入电池动力回收行业。合法回收的盈利难题黑市的渠道分流将正规电池回收企业的盈利时间大幅推后。陈亮告诉记者,按照公司的规划,公司在年回收量达到或低于1.2万吨时能实现预期盈利,相当于6米以上纯电动客车6000辆,或纯电动乘用车3-5万辆的电池数。但从其目前只有不到一千吨的年回收量看,距离预期目标还很远。事实上,受到回收规模难以提升等因素影响,几乎所有电池回收企业均面临盈利难题。另一个影响电池回收企业盈利的因素是,回收价值较高的三元锂电池退役量偏少,因三年前大部分新能源汽车均搭载的是磷酸铁锂电池,但后者贵金属含量较少,价值偏低。一位电池回收从业人员对经济观察报记者表示,同为报废电池,三元锂电池回收创造的价值,大约是磷酸铁锂电池的7-8倍。赵小勇对经济观察报记者表示,赛德美在目前公司收到的报废电池中,磷酸铁锂电池占绝大多数,只有从车企端直接报废的测试车辆上,才能回收到少量的三元锂电池。此外,随着政策鼓励导致参与者激增,电池回收企业之间的竞争也越来越激烈。在工信部公布首批电池回收企业“白名单”的同时,通过地方政府环评,从事动力电池回收的企业也在持续增加,以广东为例,去年11月就有45家企业入围了广东省电池回收“白名单”。但从整体上看,参与电池回收的主体十分繁杂,既有汽车和电池的生产企业,也有多家独立的回收企业。去年3月,工信部、科技部等七部委发布了《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》的通知,提出谁产谁负责,谁污染谁治理,明确了汽车生产企业将承担动力蓄电池回收的主体责任。工信部近日公布的数据显示,目前汽车生产企业已建设回收服务网点4145个,不过这些网点并不能对电池进行拆解等处理。根据工信部在9月10日征求意见的《新能源汽车动力蓄电池回收服务网点建设和运营指南》,电池回收服务网点不得擅自对收集的废旧动力蓄电池进行拆解,而是应移交至综合利用企业进行梯次利用或再生利用,这在较大程度上保障了电池回收企业的回收量和业务运转。同时,这也促进了车企与独立电池回收企业之间的相关合作。经济观察报记者发现,目前比亚迪、上汽通用、北汽新能源等车企与格林美等电池回收企业签约,共建新能源汽车动力电池回收体系。赵小勇表示,目前赛德美回收电池主要来自车企、电子厂以及交通运营企业等B端客户。甚至大众还打算自建电池回收工厂,虽然该工厂位于德国而不是国内,也让竞争对手相当紧张。在上量过程中,行业洗牌的危机笼罩着每个想要在动力电池回收市场“出线”的企业。一个好消息是,近日工信部在回复关于报废动力电池回收利用相关建议时表示,将落实电池回收财税优惠,降低回收利用成本,该消息被认为将促进动力电池回收市场的发展。但有企业对此不抱太大信心,其认为财税政策的立法和落地可能需要几年时间,且税收优惠不及补贴直接有效,短期内对电池回收企业的盈利改善有限。还有业内专家对优惠的方式提出了建议,“与其对回收企业的税收等进行优惠,不如直接将其部分返还给电池的售卖方,这样小作坊也就自然被边缘化了。”汽车行业资深分析师梅松林对此表示。

作者: 沈阳蓄电池研究所新闻中心 来源:经济观察报
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韩国开发固体离子导体 有望成为下一代电池的原料

据报道,韩国蔚山国家科学技术研究院(UNIST)的研究人员,演示了一种新型无溶剂单锂离子导电共价有机骨架。这项研究由 UNIST能源和化学工程学院的教授Sang-Young Lee 和Sang Kyu Kwak共同领导。在研究过程中,研究小组展示“固体离子导体”的新概念,可以有选择性地使锂离子通过离子通道。由于它们是固体,而且能够有效地传输锂离子,有望成为下一代电池的原料,如高压电池或锂金属电池。目前,锂离子电池所使用的是高度易燃液体电解质,非常容易发生火灾或爆炸。作为替代方案,固体电解质正在开发中,但它的离子传导率低于液体电解质。特别是在提升电池性能方面,很多固体电解质存在局限性,因为离子的迁移路径曲折而复杂。Lee教授利用多孔晶体材料作为离子导体,比如共价有机骨架(COF),来解决这一问题。通过在材料内部有规律地安排锂离子通道,极大地提高离子传导性能。这项研究的第一作者、UNIST能源与化学工程学院的Kihun Jeong博士说:“新开发的离子导体是一种完全不使用液体的固相载体,实现固态单锂离子的导电行为。”单锂离子导电行为是指理想的情况下,只有锂离子通过电解质传输。由于锂离子是阳离子,所以很容易与阴离子一起移动。不必要的阴离子迁移会在电极表面引起副反应,降低电池性能。 本项研究将阴离子固定在锂离子通过的路径中,并利用与锂离子配对的阴离子单体合成有机骨架结构。这样,只有锂离子沿通道流动,实现理想的流动状态。研究人员从理论上确定计算化学的用途。在计算科学中,锂离子沿着离子导体通道中有规律排列的氧原子移动。Lee教授说:“这项研究为固体离子导体的设计提供新方向,为‘高性能固体电解质’的开发奠定基础。这对下一代电池的商业化至关重要,包括所有固态电池。这种导体可以选择性地、有效地输送锂离子,而且完全不必使用容易爆炸的有机溶剂,具有非凡的意义。这些离子导体不仅适合作为固态电池的电解质,而且可以应用于高活性锂金属电极。”原标题:韩国研究人员开发COF固体离子导体 有望成为下一代电池的原料

作者: Elisha 来源:盖世汽车
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能量密度提升37% 威廉姆斯推出新电池技术

外媒报道称,F1老牌劲旅威廉姆斯旗下子公司威廉姆斯先进工程公司(下称威廉姆斯)宣布开发了一种新型锂离子电池技术,可使汽车电池组重量减轻30%,能量密度提高37%。同时将在Cenex LCV2019展会上展示其最新的低碳车辆技术。据了解,这项创新意味着与传统装置相同重量的电池可以在不影响功率的情况下提供更长的续航里程,或提供更高的功率。威廉姆斯计划使用两种不同类型的电芯,排列在模块内的两个独立块中,主要采用SDI生产的21700圆柱形电池和万向A123系统提供的软包电池。根据设计,软包电池提供强加速所需的快速释放能量,当能量耗尽时,再次从三星电池中获得能量。每个电池模块都有自己的集成双向DC / DC转换器,用于控制两类电池之间的能量传递过程。同时,所有控制软件均由WAE内部编写,每个模块都有一个独立的液体冷却系统。威廉姆斯高级工程技术总监Paul McNamara解释说,我们作为FIA Formula E的唯一电池供应商,在电池技术方面拥有丰富的经验,参与了多项电动车项目开发设计。不过,由于该电池模块增加设计的复杂性和集成电子设备,其成本将高于传统模块,但随着使用数量的增加有望使得成本降低。威廉姆斯隶属于英国威廉姆斯集团,在技术及工程领域提供服务,能够为汽车、赛车运动、交通运输、能源及其它行业等主流产业带来技术创新。其专业技能包括先进动力技术以及由四届Formula E衍生出来的,屡获大奖的顶级电动汽车动力电池技术。威廉姆斯此前已经和国际上多家顶级车企达成了合作,成为多家车企的电池供应商。2013年6月,威廉姆斯拿到了全球首个纯电动车赛事-国际汽联电动方程式的合同,为赛事中共计40辆比赛用车提供电池组。2014年,威廉姆斯与美国能源存储公司XALT Energy达成伙伴合作协议,为国际汽联电动方程式的参赛车辆提供锂离子电池,并将围绕锂离子电池技术进行一系列深度合作。XALT Energy将为参赛车辆的电池组提供锂离子电池,威廉姆斯提供先进的锂电池组开发技术。2018年,英国豪华跑车制造商阿斯顿马丁公布了其首款纯电动跑车Rapide E的官图和细节。该纯电动超跑限量155台,将与威廉姆斯先进工程公司(WAE)进行合作,预计2019年底交付。Rapide E搭载65 kWh电池组,由5600个柱形锂电池组成。Rapide E的在WLTP测试下综合续航里程为200英里(321公里),而使用800 V的电池系统意味着该车型可以实现快速充电。使用100 kW的快充技术,一小时可行驶300英里。2019年1月,英国莲花汽车与威廉姆斯达成合作共同研发一款新的插电式混动跑车,威廉姆斯主要提供电池系统相关技术。2019年5月,威廉姆斯宣布将为定于2020年推出的电动房车赛事E-TCR系列赛提供电池。

作者: 沈阳蓄电池研究所新闻中心 来源:高工锂电技术与应用
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“抱团取暖”?多地成立动力电池回收产业联盟

随着国家政策和人民生活水平的提高,近年来新能源汽车产业呈爆发式增长趋势。公开数据显示,2018年,我国新能源汽车产销分别完成127万辆和125.6万辆,同比增长约60%,居全球第一,预计到2020年产销量将突破200万辆大关。同时,我国新能源汽车动力电池也进入了规模化报废期,预计2023年报废量将达到48.09万吨。预计2018—2020年,我国累计报废动力电池将达12—20万吨,到2025年,将增长至35吨。大规模废旧动力电池退役潮的到来,给电池的回收利用工作提出了更高的要求。小贴士动力电池的回收主要分为梯次利用和拆解回收两个循环过程。一般来说,动力蓄电池容量衰减小于20%,可以满足汽车使用;衰减在20%-40%之间,能够满足梯次利用;衰减在40%以上时,要进行再生处理。动力电池的回收循环从梯次利用开始。我国新能源汽车前期装配的电池多数为磷酸铁锂电池,其次为三元电池。其中,磷酸铁锂电池所含贵金属元素较少,再生利用价值不高,但由于其安全性高、使用寿命长,适合于梯次利用;三元电池因为含有镍、钴等稀缺金属,再生利用价值较高。拆解回收是指对已经完全报废的动力电池进行破碎、拆解和冶炼等,实现镍钴锂等资源的回收利用。三元电池由于富含丰富的有价金属,通常直接拆解回收。为做好新能源汽车动力蓄电池回收利用试点工作,2018年7月,工信部等七部门发布通知,确定京津冀地区、山西省、上海市、江苏省、浙江省、安徽省、江西省、河南省、湖北省、湖南省、广东省、广西壮族自治区、四川省、甘肃省、青海省、宁波市、厦门市及中国铁塔股份有限公司为试点地区和企业。其中,广东、江苏、甘肃、湖南、四川等省都在今年相继成立了新能源汽车动力电池回收利用产业联盟。广东省2019年1月11日,“广东省新能源汽车动力蓄电池回收利用产业联盟成立大会暨2019年动力蓄电池梯级再生利用研讨会”在东莞召开。广东省新能源汽车动力蓄电池回收利用产业联盟由广东省循环经济和资源综合利用协会、比亚迪股份有限公司、广东光华科技股份有限公司、浙江华友循环科技有限公司、中国铁塔广东省分公司、广东天枢新能源科技有限公司等单位发起成立,联盟宗旨是搭建联盟成员单位合作交流平台,汇集行业各界力量,共同推动废旧动力蓄电池回收利用体系建设、技术创新应用、标准规范建设,积极探索出广东经验。甘肃省2019年5月8日,由兰州金川科技园和兰州兰石集团联合主办的甘肃省新能源汽车动力蓄电池循环利用产业技术创新联盟成立会议在兰州新区召开。甘肃省新能源汽车动力蓄电池循环利用产业技术创新联盟是由甘肃省工业和信息化厅主导成立,由甘肃省内新能源动力蓄电池回收产业链相关骨干企业、优势高校等共同参与组建而成。该联盟承担着省新能源动力蓄电池回收利用试点工作的关键任务,是甘肃省内新能源动力蓄电池产业链相关企业联系的纽带。江苏省2019年5月24日,江苏省新能源汽车动力电池回收利用产业联盟成立大会在南京市召开。会议选举中国铁塔公司江苏分公司、国网江苏综合能源有限公司为理事长单位,南京国轩电池有限公司、开沃新能源汽车集团有限公司、格林美(无锡)能源材料有限公司、浙江华友循环科技有限公司、江苏竞泰清洁能源发展有限公司等为副理事长单位,联盟成员单位共有114家。湖南省2019年7月30日,在湖南省工信厅指导下,长沙矿冶研究院有限责任公司、铁塔能源有限公司湖南省分公司、中车时代电动汽车股份有限公司三家试点单位共同发起成立的“湖南省新能源汽车动力蓄电池回收利用产业联盟”在长沙召开成立大会。会议审议通过了《联盟章程》,选举长沙矿冶研究院担任联盟第一届理事会理事长单位,选举铁塔能源有限公司湖南省分公司、中车时代电动汽车股份有限公司和中国汽车技术中心数据资源中心担任联盟第一届理事会副理事长单位。四川省2019年7月30日,四川省新能源汽车动力电池回收利用产业联盟成立大会在成都市召开。会议选举中国铁塔公司四川分公司、四川长虹电子控股集团有限公司为联盟理事长单位,宜宾天原集团股份有限公司、四川大学、成都市银隆新能源有限公司、华鼎国联四川动力电池有限公司、四川省循环经济协会等10家单位为常务副理事长单位,联盟成员单位共有96家。这些电池回收产业联盟的成立,推进了该地区新能源汽车动力蓄电池回收利用试点工作及动力蓄电池回收利用产业的发展。联盟在当地工信厅等政府部门的指导下,能够有效地开展各项工作,为动力蓄电池回收利用行业的发展贡献力量。同时,因为联盟成员大部分是当地知名企业、重点高校等,为政企和产学研交流互动提供了便利条件,特别是能充分发挥各自的技术优势,探索更多好的电池回收利用模式。以江苏省新能源汽车动力电池回收利用产业联盟为例,该联盟理事长单位为中国铁塔公司江苏分公司和国网江苏综合能源有限公司,副理事长单位包括南京国轩电池有限公司、格林美(无锡)能源材料有限公司、浙江华友循环科技有限公司等,这些企业在电池回收领域有着先进的技术及丰富的经验,有他们的引领,一定会带动其他企业,乃至整个电池行业的发展。这些电池回收利用产业联盟的出现,对于各省新能源汽车动力蓄电池回收利用体系的建立提供了有力支撑。当然,联盟作为政府与市场之间的桥梁纽带,也要积极发挥骨干带动作用,充分调动各方优势,为新能源汽车动力蓄电池回收利用工作贡献自己的力量。据估计,今年动力电池回收市场规模将达50亿元,2020年将突破100亿元,2025年更将攀升至380亿元的规模。而随着国家层面一系列办法和规范的发布与实施,我国动力电池回收也进入到全面实施阶段。巨大的市场蓝海给动力电池回收工作带来的机遇和调整是并存的。电池回收产业联盟的出现是事物发展的必然规律,未来期待出现更多的地方电池回收产业联盟。同时,更希望国家、地方、企业共同携手,攻克更多技术难题,早日实现动力电池回收产业的繁荣。

作者: 沈阳蓄电池研究所新闻中心 来源:电池联盟
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固态电池即将商业化?还早着呢

固态电池有商业化的前景,但商业化3年内还看不到,想全面大批量投入生产和应用,还需要很长的一段时间。传统液态锂电池不会是动力电池的技术终点、固态电池是后锂电时代的必经之路早已是行业共识。日本新能源产业的技术综合开发机构——NEDO更是早在2008年就发布了电池研发路线图,固态电池作为发展方向赫然在目。(NEDO 2008年发布的全固态二次电池研发路线图)固态电池究竟什么时候能量产,关系着新能源汽车何时才能真正意义上进入市场,因此固态电池发展的一举一动始终牵动着行业神经。“烟雾弹”密布6月24日,万向A123公司和材料公司Ionic Materials正式对外宣布,全固态电池研发取得里程碑式进展,并称“这种独特的方法使得全固态电池有望在2022年推向市场”。8月28日,赣锋锂业发布2019年半年度报告,表示第一代固态锂电池研制品已通过多项第三方安全测试和多家客户送样测试,公司投资建设的年产亿瓦时级第一代固态锂电池研发中试生产线,计划于2019年下半年建成投产。这样的描述,许多媒体将其解读为量产在即。但事实上,在万向的这篇新闻稿里并没有提到关于“量产”的字眼,在向万向方面求证时,对方仅表示这是万向北美方面的项目,是否有具体产品并不清楚。而赣锋锂业方面,则能看到“中试生产线”这样的描述,说明这仅仅是中试产品,并不是真正意义上的量产产品。业内人士指出,电池从中试线到真正的量产,至少需要3年时间,而且还伴随着失败的风险。过去五年来,关于固态电池技术突破的消息不绝于耳,但最终几乎所有的结果都停留在试验室阶段,关于量产商业化却始终没有明确答案。对于这些经常出现的“烟雾弹”,一位业内人士告诉第一电动,“不过是资本游戏罢了。”那么究竟固态电池目前进展如何,距离量产到底还有多远呢?固态电池的技术困境目前固体电解质根据材料不同,分为聚合物、氧化物和硫化物三种体系,但无论哪种体系都无法回避电导率这一评价标准。电导率是用来描述物质中电荷流动难易程度的参数。电池中,电解质的功能在于电池充放电过程中为锂离子在正负极之间搭建传输通道以实现电池内部电流的导通,决定锂离子运输顺畅情况的指标被称为离子电导率。根据数据显示,硫化物体系电导率最高,意味着该体系有最好的导锂能力,但传统液态电解质的室温离子电导率为S/cm左右,比任意固态电解质类型的离子电导率都要高。除了低倍率,高阻抗也是固态电池在量产路上的一大拦路虎。传统液态电解质与正、负极的接触方式为液态与固态接触,界面润湿性良好,界面间不会产生大的阻抗,而固态电解质与正负极之间以固态与固态界面的方式接触,接触面积小,与极片的接触紧密性较差,界面阻抗较高。现阶段的大部分固态电池企业的产品仍需添加少量液态电解液以缓解电极界面问题、增加电导率,因此隔膜仍然存在与电池中以用来阻隔正负极,避免电池短路。低离子电导率与高界面阻抗导致了固态电池的高内阻,直接影响固态电池的能量密度与功率密度,使其难以达到理论数值。三种体系的量产之路法国Bollore公司算得上真正在电动车上实现固态电池商用化的企业,它选择的是聚合物电池体系。早在2011年底,Bolloré就开始利用自主开发的电动汽车“Bluecar”和电动巴士“Bluebus”在法国巴黎及其郊外提供汽车共享服务“Autolib”,几年来已累计投入了约3000辆搭载30kWh固态聚合物电池+双电层电容器为动力系统的电动车。但由于工作温度范围的限制、加热器的存在导致能耗增加以及安全性等问题,该产品虽然给市场提供了参考与指导,但并不具备商业价值。虽然该体系技术相对成熟,成本低廉,是当前量产能力最强固态电池,但在室温下过低的离子电导率以及低容量正极使其能量密度能达到的上限值较低,因此在车规级动力电池层面上几乎没有商用化可能。而拥有能与液态电解质相媲美的离子电导率的硫化物体系,是最有希望应用于车辆领域的固态电池体系。这个赛道上都是一些耳熟能详的大玩家,其中以丰田的技术最为领先。(硫化物体系主要研发企业)拥有最大的开发潜力,却也伴随着最大的开发难度,生产环境限制、安全问题以及界面问题是其最大阻碍,也是未来需要解决的重点。如此看来,量产商业化的脚步依然不会太快,就连丰田动力总成部门的总经理Shinzuo Abe在接受沃德汽车专访谈及丰田未来战略时也提到,丰田期望在2020年以后能制造出固态电池,但若要实现固态电池的量产,还需要等到2030年以后。(2014 年 6 月丰田在国际锂电论坛(IMLB)发布的技术路线规划表)作为国内动力行业的头部企业,宁德时代也表示会持续关注固态电池领域进展,并跟进相关技术动态,但从目前技术进展看,固态电池距离商业化仍有较长距离。最后来看看氧化物体系,它主要分为薄膜型与非薄膜型两大类,非薄膜型产品凭借较高导电率、相对低的生产成本以及相对平衡的各项指标,已成为中国企业重点开发的方向,台湾辉能与江苏清陶都是此赛道的知名玩家。辉能早在2014年变与手机厂商HTC合作生产了一款能给手机充电的手机保护皮套,采用了固态电池电源,同时,其产品在可穿戴设备等领域也有应用。今年更是分别与天际和蔚来达成合作协议,有人猜测,这两家车企的某一家或许会成为首家装载固态电池的整车企业。但许多业内人士对此也有不同观点,某车企电池部门经理告诉第一电动,“固态电池的量产商业化不可能这么快。现在某些企业可能具备量产的技术条件,但能否满足车规级要求,成本方面用户是否愿意买单,都不好说。没有市场的量产,就变成了曲高和寡,没有意义。”另一位投资界人士也表示,“固态电池有商业化的前景,但商业化3年内还看不到,想全面大批量投入生产和应用,还需要很长的一段时间。”

作者: 沈阳蓄电池研究所新闻中心 来源:第一电动网