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百人会:关注动力电池材料及材料综合利用

发表时间:2024-05-19 02:42:05 来源:乐鱼全站app官方登录

  动力电池是推动电动汽车普及和应用的关键,为实现新能源汽车经济性和使用便利性,动力电池以减少相关成本并提高比能量和单位体积内的包含的能量为主要发展目标。在这一过程中,电池材料起到至关重要的作用,动力电池产业的进步归根结底是材料技术的进步。此外,由于动力电池报废后将会带来二次污染,其材料的综合利用问题也早已引起业内广泛关注。

  2016年11月2日,中国电动汽车百人会召开“动力电池材料及材料综合利用 ”研讨会,来自高校、科研院所、企业的60余名嘉宾参加了此次会议,针对动力电池关键材料发展现状及趋势、面临的挑战、动力电池循环利用以及材料提取等有关问题进行了深入探讨。中国电动汽车百人会执行副理事长欧阳明高主持了此次会议。

  当前,我国正极材料多采用磷酸铁锂,而从科技部牵头制定的《电动汽车重点研发专项》、《中国制造2025》等重点项目中关于动力电池的发展问题来看,高比能量是主要趋势。因此,三元材料,尤其是以高镍三元材料为主,是目前及今后一段时间研发和产业化的主要趋势。

  然而,发展高镍的三元材料电池仍面临诸多问题。参加会议的专家指出,高镍三元材料的安全性以及对生产工艺较高的要求是电池研发和产业化的难点。其中,安全性是行业关注的重中之重。此外,目前我国高镍材料产业化程度低,大部分企业仍处于开发或预产阶段。

  参会企业代表建议,应提高国产关键设备的技术水平、建立智能化的生产线,实现生产的智能化管理和精益化管理。

  当前,我国在负极材料方面多应用石墨类材料,如人造石墨、天然石墨等。有经验的人指出,硅碳材料,无论是纯硅的还是氧化亚硅,将成为今后技术和产业化的热点。

  目前评估的硅材料中,韩国和日本的相关技术明显强于国内,其硅氧可以到1500毫安时/克,更为稳定,而我国仅为500毫安时/克。无论是正极材料还是负极材料,国内的企业在技术储备和开发商与国外仍还有一定差距。

  电解液的选择很大程度上决定着电池的工作机制,影响着电池的比能量、安全性、循环性能、倍率性能以及电池的成本等。电解液应用技术发展以配套电池能量密度提升和提升现有体系性能并重。

  我国电解液产能巨大,有专家预测,电解液产能今年将达到8.9万吨,占全球电解液产量的一半以上。但是,目前我国电解液更多的是满足3C市场的需求,而动力电池功率密度大、能量密度高且要求一致性非常高,远远超出3C电池的基本需求。面对这一矛盾,电解液生产企业需提高自动化、智能化程度,确保电解液较高的一致性并在运输过程中减少温度对电解液的影响。

  针对当前动力电池需求量随着电动汽车产业发展而迅速扩大的现状,电解液生产企业需要站在汽车的角度对电解液有新的理解,建议行业整合,使电解液厂和电池厂融合到一起,才能更好的满足新能源汽车对电池的需求。

  针对动力电池能量密度高这样一个总体发展趋势和要求,聚烯烃的隔膜是研发和产业化热点。我国近几年隔膜产业提升较快,特别是企业对聚烯烃隔膜的投资不断加大,实现了对国外一些主流电池企业的供货。但我国隔膜生产的工艺和设备仍存在缺陷,成为影响产业发展的主要问题。企业代表指出,我国缺少懂材料和工艺的人才,而从国产装备来看,目前国产双拉线还没有得到国内企业的认同,关键部件的稳定性差、寿命短,辅助设备仍然处于仿制阶段。

  由于人才匮乏,我国开发隔膜新产品的前瞻性不足,从产品设计到后续研发、生产都处于跟跑的状态。应提高工艺水平和设备水平合理的布局新产品,强化研发和工艺的研究投入同时整合智力资源。专家建议,生产企业应提前布局不同的产品。

  电动汽车产业发展迅猛,预计2020年总体销量将达到200万辆,如对废旧动力电池处理不当,将引发环境污染以及废旧电池搁置带来的安全问题。从节约资源、保护环境、消除隐患的角度出发,动力电池梯级利用和回收势在必行。

  目前我国对动力蓄电池回收已经有了一个比较完善的体系,其中两项标准已经报批,四项标准正在起草当中,还有一些标准计划起草。然而,真正实现梯级利用仍存在难点和不利因素,主要表现在:市场机制的不健全、政策法规不完善;历史数据的缺乏;梯级利用场景的不确定性;电池拆解的难度和再重组的高成本和高风险;梯级利用以后安全隐患的加大。针对以上问题,有经验的人指出,可在电动汽车上运行监控系统,建立动力电池编码制度,即每个电池在使用之前都已经有一个身份证,方便对其健康状态进行实时评估,从而得到电池健康状态的指标,随时知道哪些电池能够进入什么样的二次利用的领域。

  我国锂资源储量丰富,大约占全球总量的20%左右,在我国已探明储量的锂资源中,总量的70%以上集中在青海省的盐湖里面。锂资源是生产锂离子电池的重要原料,盐湖提锂对我国能源战略具有重大意义,可摆脱锂矿进口、打破国际垄断并构建完整的锂产业链。长期以来,由于相关开发利用技术不足,我国锂资源对依存度较高。动力电池的爆发式需求使得碳酸锂供不应求,价格从2015年的每吨4.3万元上涨到今年5月的每吨16万元。由于资源紧缺,导致碳酸锂生产企业不重视产品水平的提高,影响动力电池安全性及整个行业的发展。因此,我国锂资源亟需开发,提高供应量,以保证原料的质量水平。

  目前青海省高镁锂比盐胡的研究开发已实现初级产品碳酸锂的产业化,但在锂盐产品系列化、多元化的产业链条式发展发面还处于起步阶段,引起需深入研究链条化锂盐产品的技术工艺特征,实现跨越式发展。

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