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锂电池论坛|高原:行业要有前瞻性,才能促使整个产业链协同发展
中国汽车报网 ·   ·  2018-07-05

 

    当前,电动汽车已经成为全球汽车产业发展的战略方向,动力电池的进步成就了今天的电动汽车,也决定着未来电动汽车市场化的步伐。如何推动动力电池与其他环节的协调配合将直接影响动力电池,乃至新能源汽车的下一步发展前景。为推动产业的协同发展,6月27日,由青海省人民政府、工业和信息化部、科学技术部、中国电动汽车百人会主办的“中国(青海)锂产业与动力电池国际高峰论坛”在青海省西宁市召开。 

  大会由青海省人民政府副秘书长郭臻先主持论坛,青海省副省长、省国资委主任王黎明为论坛致辞,中国电动汽车百人会理事长陈清泰、中国电动汽车百人会秘书长兼首席专家张永伟、中国电动汽车百人会副秘书长刘小诗、北京汽车集团有限公司总经理张夕勇、宁德时代新能源科技股份有限公司副董事长黄世霖、浙江电咖汽车科技有限公司董事长张海亮、北大先行科技产业有限公司总裁高原、韩国SK集团电池事业部本部长Kang Sanghoom等嘉宾发表了精彩的演讲。 

  以下为北大先行科技产业有限公司总裁高原发言实录:   

  感谢组委会给我们北大先行这么一个机会,跟大家一起交流我们的心得。各位尊敬的领导、嘉宾和朋友们。百人会希望我能谈一谈产业链的协同发展和提一些政策建议,但是因为我的PPT谈的基本是正极技术,这里我先用一分钟时间离开这个PPT来谈一谈我的一些忧虑和建议。 

  这张图大家看到,我们电动车在国内的快速发展,比如到2025年要达到700万辆车和500GWh,快速的发展,整个上下游的产业链从锂、钴矿到核心材料、部件,电芯、整车等等,它的响应速度是不一样的。以锂矿为例子,去年在这里我就用统计数据跟大家分享了一下,比如在南美的锂盐湖过去20年成功率是百分之一二十,大家都知道锂盐湖成本低,都很好,大家只是盯住了成功的,其实每一个成功的锂盐湖开发后面还有很多不成功的,它的开发时间周期都是超过5年的。因此,从下游我们比如说1年、2年就可以把工厂建起来,上游的反应时间超过5年,而且很多的投资。 

  区别就好比开汽车和开轮船,开汽车我们知道要左转,要打上左把,汽车立即左转。开一个船,我要左转,来一个左转舵,这个船半天继续往前走,但是当10度、20度的时候舵马上打回来了,90度打回来这个船就朝后走了,会原地转圈。我这里一个忧虑、也是一个建议,在上游的反应速度很慢、下游不是很协调的情况下,我们企业政府的政策需要我们像开船一样、不要像开汽车一样,要非常有前瞻性,当三五十米看到前面有一个礁石要减速就撞上去了,当你左转舵的只有打这个舵要有前瞻性和稳定性,跟开汽车是完全不一样的,否则我们很可能就会造成不协调而且原地转圈的问题。 

  下面我谈一谈我们北大先行正极的基础上。这张图可以看到,我们现在几大正极材料,能量密度顶多能达到我们现在的工信部提到的300千瓦时/公斤,超过它我们会超过现有的材料基础,确实有一些正极材料,像这个图上所显示的,在这条红线的上面,但这些都是一次性电池的,把它变成可充电目前还达不到。为什么我们会有这么一个约束呢?就是因为我们锂离子电池,全部的锂都是从正极来的,我们虽然听到了很多的正极材料,其实离不开三种,一个是层状结构,比如说钴酸锂三元素,还有一个是尖晶石锰酸锂,还有橄榄石代表磷酸铁锂。当然这方面我们还有一些工作要做,这张图左边是三元素,一方面,大家也都比较熟悉,往高镍这个方向走,当钴变少、镍变多的时候,它的放电电压会比较低,同样的充电电压下我们拿出的锂就会比较多,因而会提高它的能量密度,同时带来的问题,我们知道是一个层状结构的话,如果超过90%的锂都拿出去的话,整个结构就会塌陷,而且会放热放氧,很多安全性的考虑。右边是钴酸锂,钴酸锂现在已经达到了4.45V,正在往4.5V进军,我个人认为已经达到了它的极限。 

  下面这张图,可能以前见过,左边黄色的区域是锂离子电池,往右X轴就是能量密度,为了突破能量密度的约束,大家也听到很多固态电池和金属空气,最右边是金属空气,其实我个人认为金属空气比如锂空实际就是一种燃料电池,只不过把氢变成了锂。有两个问题,第一,是让它可逆是很难的,当然我们未来也有上千科学家会有我们想象不到的突破,现在把它变成可逆,二次充电是非常难的。第二,像燃料电池一样,让它大的电流或者电流忽大忽小是比较难的,它是一个稳定电流,大家都知道,丰田的燃料电池车,它里面其实还是有一个锂离子电池,它的燃料电池就是一个小发电厂,在稳定的发电,但是当你需要用功率很高的时候,这个电要从电池里来,当你不需要能量的时候,这个发电厂你也不能给它关了,继续在那儿小电流发电。因此这个锂空,未来即便成功了也就是一个燃料电池,当然这可能还得需要很长的时间。我们从右往左,短期内或者中期内可能能够突破的是固态电池,固态电池会用锂金属作为负极,提高能量密度。我们大家知道,固态电解质电导率在室温下还是有一些问题,既然电导率不高,电流也不可能太高,因此我个人认为,当然需要一些突破,即便突破以后可能它还需要一些大电流高功率的器件做一些匹配。 

  刚才我们也看到前面宁德时代能量密度能够做到非常高,但是要突破到把电动汽车跟燃油车的能量密度相比,我们还有很长的路需要走。我们现在一个是短期内我们提高材料的压实密度,通过极配提高电压。时间关系,这个细节我就不讲了。 

  用这个图展示一下我们北大先行的科研能力,用高电压钴酸锂作为一个例子,我们把这个掺杂到一定程度,再投射电竞(音)和反向速率变换的分析情况下我们看到一个超级晶,这种检测的手段只有在全世界最好的检测手段下才能够看到,当高电压的情况下对晶体的稳定性产生一个作用,我在这儿炫耀一下我们的检测能力。 

  在座的是动力电池的专家,更关心三元素,三元素最大的挑战,当高镍的时候热稳定性和安全性,还有循环寿命,循环寿命衰减主要的因素,就是晶体之间的裂缝越来越多,这个图展现当你做深度循环长期的时候中间大家看到黑线就是裂缝越来越多。我们解决的办法,我们北大先行一个特色,就是我们开发出了单晶的三元材料,单晶因为界面比较少,在长期循环的时候有一个循环寿命的优势。 

  我们的磷酸铁锂,因为磷酸铁锂本身是不导电的,因此需要表面上包覆一个石墨化的碳,如果不是石墨化的包了很多碳重量增高了它的导电率并不见得能够增加多少,在这方面这里允许我炫耀一下我们的产品有低温下能够高倍率放电的产品,未来对启停电源或者就用磷酸铁锂代替铅酸启动电源,12V的启动电源,对温宽低温下的大功率放电,尤其现在碳酸锂的降价、磷酸铁锂成本的减低,我觉得完全可以用磷酸铁锂锂离子电池替代铅酸电池,而铅酸电池对我们人类最大的威胁就是环保上的威胁,尤其电池使用完以后是不是被回收了,还是老百姓因为它很便宜所以很随便的扔到了河沟里,如果锂电池替代对我们环保重大的威胁、一个定时炸弹就被我们排除了。 

  我们的研究组在比如说锂硫还有其他材料上也有一些先期的工作。时间关系,我在这里把这些跳过。 

  介绍一下我们非常年轻的研发团队,这就是一张我们在今年新年年会,就在青海万达酒店的门口照的一张合影,我们的团队非常年轻。 

  这是我们北大先行的,可能有一些朋友非常熟悉,西宁是我们最大的正极材料和隔膜的生产基地,在这里往西走飞行半小时格尔木,再往西飞三个小时到东台吉乃尔湖,我们在那里做锂资源开发,我们山东有一个消费电子的正极材料工厂,我们在溧阳已经建成了,这是我们新的工厂,溧阳的隔膜工厂已经完成了安装,明天我们开始开机调试,我们在西宁也有一个隔膜工厂,两个工厂都建成了完全达到产能的时候,达到10亿平方米的隔膜生产,今年下半年我们开始生产首先先达到2亿平方米的生产。 

  我就介绍到这里。谢谢大家!

    编辑:蒙轩

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