中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：高比能材料是關(guān)注重點(diǎn)
從材料的角度看，動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步歸根結(jié)底是材料技術(shù)的進(jìn)步。材料技術(shù)是目前業(yè)內(nèi)關(guān)注的焦點(diǎn)。電池主要分三大類：高功率的、高能量的以及能量功率兼顧的，所以對(duì)材料的開(kāi)發(fā)也是針對(duì)這三大應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行的。比如正極材料，目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用最廣泛的是磷酸鐵鋰，現(xiàn)在無(wú)論是科技部牽頭制定的《電動(dòng)汽車重點(diǎn)研發(fā)專項(xiàng)》、《中國(guó)制造2025》，還是已經(jīng)執(zhí)行完成的由工信部牽頭制定的《創(chuàng)新工程》，這些重大項(xiàng)目中關(guān)于動(dòng)力電池的發(fā)展問(wèn)題表明，高比能量是未來(lái)動(dòng)力電池發(fā)展的主要趨勢(shì)。因此，無(wú)論是正極材料還是負(fù)極材料，目前關(guān)注的熱點(diǎn)仍是高比能材料。
正極材料是以三元材料為主，尤其是高鎳的三元材料，包括高鎳加高電壓的三元材料，是現(xiàn)在和今后一段時(shí)間研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的熱點(diǎn)。
負(fù)極材料方面，現(xiàn)在應(yīng)用最多的是石墨類材料，如人造石墨、天然石墨等。今后研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的熱點(diǎn)將是硅碳材料，無(wú)論是純硅的還是氧化亞硅，和高功率相結(jié)合的還有硬碳的材料。
隔膜方面，目前和今后都將以聚烯烴的材料為主，無(wú)論是聚丙烯還是聚乙烯，在動(dòng)力電池上都會(huì)有應(yīng)用。針對(duì)能量密度高的這樣一個(gè)發(fā)展的趨勢(shì)和要求，聚烯烴的隔膜是研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的熱點(diǎn)，也就是在聚乙烯薄型化的基礎(chǔ)上，在表面做一個(gè)陶瓷涂層，來(lái)提升電池安全性。
對(duì)電解液來(lái)說(shuō)，目前依然是以六氟磷酸鋰為主。一些新的電解質(zhì)目前來(lái)看還是以添加劑的形式在里面進(jìn)行應(yīng)用，如鋰FSI、鋰TFSI。
材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速 已實(shí)現(xiàn)對(duì)主流電池企業(yè)供貨
從產(chǎn)業(yè)的角度來(lái)講，我國(guó)無(wú)論是正極、負(fù)極、隔膜和電解液，近幾年都取得了很大的進(jìn)展。負(fù)極材料方面，國(guó)內(nèi)一些企業(yè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)對(duì)國(guó)際主流電池企業(yè)的批量供貨。這無(wú)論是對(duì)材料企業(yè)技術(shù)的提升還是對(duì)國(guó)內(nèi)電池水平的提升，都有很大的支撐作用。
電解液目前也有很多企業(yè)實(shí)現(xiàn)了對(duì)國(guó)內(nèi)外主流電池企業(yè)的供貨，這是一個(gè)比較好的現(xiàn)象。
隔膜近幾年提升較快，特別是聚烯烴隔膜，很多企業(yè)都在加大投資，實(shí)現(xiàn)了對(duì)韓國(guó)一些主流動(dòng)力電池企業(yè)的供貨。無(wú)論是從材料的技術(shù)還是從產(chǎn)業(yè)技術(shù)來(lái)看，對(duì)國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池的支撐都起到了很大的作用。
技術(shù)問(wèn)題仍待克服
目前，動(dòng)力電池材料仍有一些現(xiàn)實(shí)的技術(shù)問(wèn)題需要關(guān)注和克服，比如說(shuō)現(xiàn)在為了提高電池的能量密度，做到300瓦時(shí)/公斤的水平。當(dāng)然原來(lái)在應(yīng)用的材料體系，基本上是以高鎳三元材料和硅碳的負(fù)極材料做匹配。高鎳三元材料的安全性是電池研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的難點(diǎn)，并且高鎳材料對(duì)整個(gè)生產(chǎn)工藝的要求也是難點(diǎn)。另外，硅碳負(fù)極材料在循環(huán)過(guò)程中的體積膨脹、粉化現(xiàn)象等問(wèn)題，也是在做高比能電池材料的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化過(guò)程中需要關(guān)注的。
梯級(jí)利用及回收的經(jīng)濟(jì)性需進(jìn)一步考量
從梯級(jí)利用的角度來(lái)看，目前工信部、發(fā)改委都出臺(tái)了一些相關(guān)政策來(lái)支持動(dòng)力電池的回收和梯級(jí)利用。從目前來(lái)看，梯級(jí)利用的經(jīng)濟(jì)性還存在一些問(wèn)題，尤其對(duì)磷酸鐵鋰來(lái)說(shuō)，從整個(gè)投入產(chǎn)出來(lái)說(shuō)還是算不過(guò)賬來(lái)的，這是對(duì)磷酸鐵鋰電池做梯級(jí)利用的時(shí)候需要關(guān)注的一個(gè)問(wèn)題。另外，三元材料涉及到貴重金屬，像鈷、錳、鎳，目前的做法是把電池拆解之后，做相應(yīng)的貴重金屬回收后再生或者重新合成一些活性材料。從這個(gè)角度來(lái)看，只要規(guī)模能上去，經(jīng)濟(jì)性是可以接受的。
材料的綜合利用可分兩個(gè)層次去看，一是從車上使用壽命終止之后再利用，即用在儲(chǔ)能或者電信基站后備電源的領(lǐng)域，需要從經(jīng)濟(jì)性方面做一些分析。這涉及到一些相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題，例如，我們希望把電池做到標(biāo)準(zhǔn)化，包括規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊的標(biāo)準(zhǔn)化，這樣電池在車上退役下來(lái)之后，可以對(duì)電池做一個(gè)大類的甄別，進(jìn)行重組，可以用在儲(chǔ)能領(lǐng)域。但是目前從電池退役后的使用情況來(lái)看，用在儲(chǔ)能領(lǐng)域的經(jīng)濟(jì)性仍有問(wèn)題。主要表現(xiàn)在，電池從車上退役下來(lái)之后，剔除有問(wèn)題的電池再去做組配，從經(jīng)濟(jì)性來(lái)看是不劃算的。所以希望聽(tīng)一下大家的做法或意見(jiàn)，如何來(lái)提升電池的梯級(jí)利用，尤其從一些典型的案例來(lái)看一下。
標(biāo)準(zhǔn)日趨完善
目前，材料標(biāo)準(zhǔn)、電池標(biāo)準(zhǔn)和系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)都比較完善。材料方面，如三元材料、磷酸鐵鋰材料、碳材料、碳酸鋰材，都已經(jīng)進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)的制定并發(fā)布實(shí)施。六氟磷酸鋰、電解質(zhì)的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)也已制定完成。而電池方面，主要針對(duì)車用的標(biāo)準(zhǔn)，如電池的單體、模塊、系統(tǒng)的安全性、循環(huán)壽命、電性能，目前都已經(jīng)發(fā)布實(shí)施，這些標(biāo)準(zhǔn)都是國(guó)家推薦性的標(biāo)準(zhǔn)。目前在做電池安全性國(guó)家的強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)技術(shù)的提升和產(chǎn)業(yè)化方面有比較好的支撐作用。
（本文作者為中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十八研究所主任肖成偉，根據(jù)會(huì)議速記整理，未經(jīng)本人審核）
