材料決定鋰電池性能國(guó)內(nèi)企業(yè)抓緊布局

　　隨著電動(dòng)汽車的推廣，作為其核心技術(shù)的動(dòng)力鋰離子電池極其電極材料的研究和產(chǎn)業(yè)化日益成為業(yè)內(nèi)關(guān)注的焦點(diǎn)，新型電池材料的發(fā)展及產(chǎn)業(yè)化是提升動(dòng)力鋰離子電池性能并拓展其應(yīng)用領(lǐng)域的保障。因此，國(guó)內(nèi)不少企業(yè)和高校紛紛介入動(dòng)力鋰離子電池材料的研發(fā)和生產(chǎn)。

　　電池性能材料說(shuō)了算

　　尋求高能量密度、高安全、環(huán)保和價(jià)格便宜的電池材料是動(dòng)力鋰離子電池發(fā)展的關(guān)鍵所在。

　　中國(guó)科學(xué)院物理研究所研究員黃學(xué)杰在接受《中國(guó)電子報(bào)》記者采訪時(shí)表示，材料在鋰離子電池成本中占比很大，超過(guò)70%，而鋰離子電池性能更是材料說(shuō)了算。因此，尋求高能量密度、高安全、環(huán)保和價(jià)格便宜的電池材料是動(dòng)力鋰離子電池發(fā)展的關(guān)鍵所在。

　　深圳市海盈科技有限公司研發(fā)部經(jīng)理陶芝勇表示，鋰離子電池材料目前在國(guó)內(nèi)的發(fā)展情況良好，其中電極材料產(chǎn)業(yè)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(yán)重依賴進(jìn)口。他分析說(shuō)，錳酸鋰和磷酸鐵鋰都是動(dòng)力電池應(yīng)用的主要正極材料，成本、性能、用途都有共同點(diǎn)和不同點(diǎn)，錳酸鋰成本低，制造工藝成熟，安全性好，目前被大量應(yīng)用在電動(dòng)自行車和其他類型小容量電池組上；磷酸鐵鋰材料除了安全性更好以外，循環(huán)和高溫特性遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于錳酸鋰，缺點(diǎn)是低溫性能差和標(biāo)準(zhǔn)電壓較低，所以目前兩種材料交叉使用比較普遍。但由于磷酸鐵鋰安全性能突出，長(zhǎng)遠(yuǎn)而言，在高電壓高容量方面如電動(dòng)車電池組上具有優(yōu)勢(shì)，目前由于制造工藝不甚成熟和市場(chǎng)化進(jìn)度慢，磷酸鐵鋰成本高于錳酸鋰，在國(guó)內(nèi)的批次穩(wěn)定目前仍言之過(guò)早。

　　同濟(jì)大學(xué)汽車學(xué)院副教授魏學(xué)哲告訴記者，雖然磷酸鐵鋰離子電池目前最被看好，但磷酸鐵鋰電池的比能量較低，且低溫特性不夠好，而錳酸鋰及三元材料鋰離子電池技術(shù)也都在競(jìng)相發(fā)展過(guò)程中，各種技術(shù)途徑的最終市場(chǎng)表現(xiàn)仍有待觀察。

　　中國(guó)電池工業(yè)協(xié)會(huì)副理事長(zhǎng)兼技術(shù)委員會(huì)主任王金良給《中國(guó)電子報(bào)》記者分析了目前國(guó)內(nèi)電池材料的發(fā)展情況，他表示，目前用得較多的動(dòng)力電池正極材料主要是磷酸鐵鋰和錳酸鋰，這兩種材料各有優(yōu)缺點(diǎn)，將在一段時(shí)間內(nèi)共存，因此，國(guó)內(nèi)企業(yè)在發(fā)展錳酸鋰的同時(shí)也要發(fā)展磷酸鐵鋰；在負(fù)極材料方面，應(yīng)該重視新材料的開(kāi)發(fā)，如鈦酸鋰，密切跟蹤世界先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向；電解液方面，應(yīng)加大關(guān)鍵材料的國(guó)產(chǎn)化力度，如六氟磷酸鋰，目前主要依靠從國(guó)外進(jìn)口，國(guó)內(nèi)企業(yè)應(yīng)加快這方面產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度，此外，還要重視電解液中的添加劑的研發(fā)；在電池隔膜方面，目前單層膜可以國(guó)產(chǎn)化，高端隔膜、復(fù)合膜還要從國(guó)外進(jìn)口，國(guó)內(nèi)企業(yè)應(yīng)該重視復(fù)合膜的研究和開(kāi)發(fā)。

　　至于未來(lái)的電池技術(shù)，魏學(xué)哲表示，可以看到的方向有很多，如高性能層狀材料、高性能層狀與錳基尖晶石結(jié)構(gòu)復(fù)合材料和磷酸鹽系材料，具有多電子反應(yīng)釩系、硅酸鹽系，以及高電位型氧化物及新型有機(jī)化合物等正極材料；高容量錫基、硅基等合金系負(fù)極材料；寬電化學(xué)窗口、高電導(dǎo)、高安全性的新型電解質(zhì)體系和新型隔膜研究等等，但目前大多尚處于實(shí)驗(yàn)室研究階段。

　　差距拉大形勢(shì)緊迫

　　如果企業(yè)沒(méi)有核心技術(shù)和實(shí)力，未來(lái)的日子會(huì)很難過(guò)。

　　在采訪過(guò)程中，記者了解到，目前國(guó)內(nèi)動(dòng)力理離子電池材料產(chǎn)業(yè)也不可避免地出現(xiàn)了一哄而上的局面，而且最令人擔(dān)心的是我國(guó)在高端電池材料的研發(fā)上與國(guó)際先進(jìn)水平的距離越拉越大，尤其是自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新材料體系方面，業(yè)內(nèi)專家表示如果國(guó)內(nèi)電池材料企業(yè)僅在低水平無(wú)序競(jìng)爭(zhēng)，則鋰離子電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展令人擔(dān)憂。

　　黃學(xué)杰告訴記者，目前新能源汽車的概念在國(guó)內(nèi)被炒得很熱，國(guó)家相繼出臺(tái)了一些補(bǔ)貼政策，而在新能源汽車項(xiàng)目中，國(guó)家的補(bǔ)助都給了做電動(dòng)汽車的企業(yè)了，電池企業(yè)根本拿不到多少實(shí)際補(bǔ)貼，更別提其上游的材料企業(yè)了。他表示，目前國(guó)內(nèi)號(hào)稱做鋰離子電池的企業(yè)達(dá)到300多家，而做磷酸鐵鋰材料的企業(yè)也達(dá)到100多家，如此蜂擁而上，破壞了國(guó)內(nèi)鋰離子電池產(chǎn)業(yè)的生態(tài)環(huán)境。這樣導(dǎo)致的結(jié)果就是，低水平重復(fù)建設(shè)，競(jìng)相壓價(jià)。因此，大陸目前100多家做磷酸鐵鋰的電池企業(yè)還做不過(guò)臺(tái)灣的3家動(dòng)力鋰離子電池企業(yè)。“如果企業(yè)沒(méi)有核心技術(shù)和實(shí)力，未來(lái)的日子會(huì)很難過(guò)?！秉S學(xué)杰說(shuō)。

　　王金良也贊同上述觀點(diǎn)，他認(rèn)為，國(guó)內(nèi)電池材料企業(yè)要增強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新能力，不要覺(jué)得某個(gè)項(xiàng)目好就一哄而上，一哄而上會(huì)使好的企業(yè)受到?jīng)_擊。他建議，國(guó)家應(yīng)該重點(diǎn)扶持有能力、有條件的企業(yè)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)，加強(qiáng)材料企業(yè)與電池企業(yè)的聯(lián)系，密切產(chǎn)學(xué)研合作。

　　復(fù)旦大學(xué)化學(xué)系吳宇平教授在接受《中國(guó)電子報(bào)》記者采訪時(shí)說(shuō)，動(dòng)力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展關(guān)鍵在于材料，因此國(guó)內(nèi)材料企業(yè)必須提高質(zhì)量，否則電動(dòng)車開(kāi)不起來(lái)?！斑@其中當(dāng)然需要國(guó)家的大力支持，如合理分配資源配置，讓有后續(xù)技術(shù)發(fā)展和市場(chǎng)拓展能力的企業(yè)和高校得到相關(guān)項(xiàng)目?！眳怯钇秸f(shuō)。

　　業(yè)內(nèi)人士同時(shí)表示，國(guó)內(nèi)企業(yè)應(yīng)該通過(guò)政府及其企業(yè)的多方向投入，加強(qiáng)多學(xué)科包括物理、化學(xué)及材料學(xué)科等科研人員的合作，深入探索新型材料的研發(fā)。進(jìn)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(dòng)汽車的需要。此外，還要通過(guò)技術(shù)改造和市場(chǎng)規(guī)模擴(kuò)大努力降低成本。深圳市吉陽(yáng)自動(dòng)化科技有限公司總裁陽(yáng)如坤表示，必須加大力度進(jìn)行鋰離子動(dòng)力電池的機(jī)理研究，這里不是指單純的電化學(xué)特性研究。鋰離子動(dòng)力電池要全面、大規(guī)模走向應(yīng)用，必須解決一些基礎(chǔ)問(wèn)題，這些問(wèn)題包括：材料特性對(duì)電池特性的影響的精確數(shù)理研究、SEI膜的生長(zhǎng)控制機(jī)理研究、電池的熱設(shè)計(jì)、電池的電磁場(chǎng)設(shè)計(jì)及電池的可制造性設(shè)計(jì)等。

　　北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院副教授陳繼濤

　　材料企業(yè)對(duì)降低成本負(fù)有重要責(zé)任

　　·磷酸鐵鋰和錳酸鋰各有優(yōu)缺點(diǎn)，在不同的領(lǐng)域有著不同的應(yīng)用潛力。

　　·在我國(guó)材料國(guó)產(chǎn)化的過(guò)程是一個(gè)較為漫長(zhǎng)的認(rèn)可和技術(shù)改進(jìn)的過(guò)程。

　　我國(guó)在鋰離子電池關(guān)鍵材料的研發(fā)和生產(chǎn)方面進(jìn)展快速，在傳統(tǒng)正負(fù)極材料方面，國(guó)產(chǎn)鈷酸鋰和石墨負(fù)極材料已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)電池生產(chǎn)廠家的主要選擇，占領(lǐng)絕大部分市場(chǎng)份額，并且已經(jīng)實(shí)現(xiàn)出口。新型正極材料三元素和尖晶石錳酸鋰等方面也已經(jīng)實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)和應(yīng)用，但在高端性能方面與日本材料還是稍有差距，需要進(jìn)一步技術(shù)攻關(guān)。在磷酸鐵鋰正極材料方面，我國(guó)在研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化技術(shù)方面基本與國(guó)際同步，但投資熱情高漲，相關(guān)企業(yè)如雨后春筍般紛紛成立，不過(guò)技術(shù)水平和產(chǎn)品性能參差不齊，真正實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)磷酸鐵鋰批量生產(chǎn)和供應(yīng)的廠家僅有少數(shù)幾個(gè)。

　　磷酸鐵鋰和錳酸鋰各有優(yōu)缺點(diǎn)，在不同的領(lǐng)域有著不同的應(yīng)用潛力，比較而言，錳酸鋰在能量密度、溫度特性方面具有一定的優(yōu)勢(shì)，但在循環(huán)性能和安全性能方面比磷酸鐵鋰稍遜一籌，所以尖晶石錳酸鋰在對(duì)能量密度和溫度特性要求較高的中小容量電池方面有一定優(yōu)勢(shì)，而磷酸鐵鋰在大容量長(zhǎng)壽命型動(dòng)力電池方面有明顯優(yōu)勢(shì)。

來(lái)源：中國(guó)電子報(bào)

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