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锂钠下一代动力电池之争?业界大咖齐聚,共话未来

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作者丨魏艳玲

动力电池行业的技术方向将走向何方?

2月24日至25日,以“浙锂见江山,储能扬帆起航”为主题的2023中国新能源电池产业江山峰会在浙江省江山市成功举办。

深圳市研益新材料有限公司董事长兼总裁岳敏指出,锂电池行业目前拼的是成本,但长远要靠创新。

新能源汽车市场的多样性和复杂性正在推动锂电池技术路线的多元化发展。当前,电池技术创新必须从材料和结构两个层面进行优化升级,带动锂电池材料技术和产品的迭代创新。

面对未来巨大的市场空间,下一代动力电池的发展方向是锂电池升级、钠电池、固态电池还是其他?会上,来自动力电池产业链企业的多位专家就此话题进行了热烈讨论。

“材料发展方向还是要看性价比”

对于锂离子动力电池的材料创新,华友钴业新能源研究院常务副院长徐宁认为,综合性价比是当前材料发展方向的关键。

徐宁表示,对于下一代正极材料体系,目前还没有决定是磷酸盐材料体系还是三元材料体系,因为最终还是要看市场。物有所值。

在中国,磷酸盐材料将是主流。在海外,三元材料短期乃至长期仍将是主流。

他认为,从长远来看,如果能形成回收链,矿产资源不应该成为长期成本。但短期成本的期限可能是十年、十五年,因为乘用车动力电池有一个使用期限。

从碳排放角度来看,由于三元材料的碳排放量低于磷酸铁锂,因此这也可能成为未来的一个重要影响因素。

“每个做固态电池的人都还在做自己擅长的事情”

目前液体电池技术已经比较成熟,但能量密度即将达到上限(350Wh/kg),电池起火问题尚未得到有效解决。因此,固态电池一度被认为是未来极具发展潜力的电池技术路线。

中科院上海硅酸盐能源中心副主任张涛认为,就固态电池而言,目前行业内还没有明确或普遍认可的技术路线,大家都在做他们擅长的事情。

他指出,从液态电池到全固态电池的过程中有一个长期固液混合的过程,比如将电解液的用量从20%减少到10%以下,达到半固态,然后逐渐转变为全固态。固态转变。因此,发展固态电池不是做不做的问题,而是实际上已经在路上了。

但从材料的角度来看,材料产业化的路线是比较清晰的。

张涛认为,氧化物应该是最适合首先工业化的路线。因为硫化物在材料合成过程中存在水稳定性问题,而且其原料价格也比较高。

相比之下,氧化物现在已经实现了吨级、10吨级甚至百吨级的生产,所以不存在技术问题。

总结一下,张涛的观点是,固态电池的材料技术路线已经明确指向氧化物,目前电池层面的技术路线还存在不确定性。不过,在从液态到全固态的发展过程中,固液混合是一个长期的过程,也可以逐步提高动力电池的安全性。

江淮汽车电池系统部技术总监秦立伟表示,安全是主机厂发展的底线。因此,从这个角度来看,固态电池是解决这一安全问题的重要工具,是一个非常有价值的技术方向。 。

他认为,根据目前的情况以及国内外科研院所和企业的研究进展,乐观估计到2030年固态电池将安装在车辆上。

“钠离子电池如果三年内不能推出,将极大影响产业化步伐”

除了上面提到的固态电池之外,钠离子电池也是目前备受关注的领域。

蜂巢能源技术中心副主任高飞表示:“为什么需要钠电池?因为根据我国的碳中和目标,碳将在2030年达到峰值,这需要130GWh的储能和880GWh的新能源能源汽车。碳酸锂需求量超过200万吨。从资源安全和降低成本方面考虑,钠离子电池应运而生。”

钠离子电池具有价格低、性能好的优点,但核心是体积能量密度太低。高飞认为,电网储能和轻量化电力应该是核心发展方向。

目前蜂巢能源将推出135-140Wh/斤的第一代钠离子电池产品,并希望做到180-200Wh/斤。

南发光线新能源科技有限公司副总经理孔东波也表示,钠离子电池的发展与锂离子电池相同,分为几条路线:分层氧化物,普鲁士白。

孔东波认为,钠离子电池量产后,成本将非常有优势——可能会降低到30%到40%。

其次,钠离子电池具有非常好的化学稳定性和非常高的安全性能,目前的锂电池设备不需要大的调整就可以生产钠电池。调节非常方便。这也是为什么众多锂电池厂商、研究机构正在研究钠电池的一个重要因素。

但是钠离子电池存在很多问题和挑战。首先,整个钠离子电池的离子半径远大于锂离子电池,导致动力学非常慢,电极材料体积变化大,循环性能差。该系统的所有组件,包括电极材料和隔膜,都需要大量的开发工作。我们不能完全遵循以前的锂离子电池方法。

因此,钠离子电池的主要应用场景预计在两轮电动汽车和A00级乘用车,因为主要问题不是重量能量密度低,而是体积能量密度低,而且安装数量有限。电池太少,也是行业需要突破的问题。

在负极材料方面,目前行业遇到的麻烦较大,因为硬碳是目前钠离子电池唯一的负极材料。如果用石墨作为负极,钠离子的体积会更大。

深圳市研益新材料有限公司董事长兼总裁岳敏表示,现在钠离子电池非常火。钠离子电池将是继锂电池之后第一个实现产业化的电池。它的应用还有空间,但它的应用并不会像我们想象的那么乐观。

他直言,如果三年内钠离子电池不能推出,将极大影响整个新能源电池产业化的步伐。因为现在锂价已经涨这么高了,如果不能再涨的话,未来的发展还是会受到影响的。

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