電池梯次利用技術(shù)側(cè)重三個(gè)方面的研究。技術(shù)性可行性方面,包括老化程度、后期衰退、安全性、可靠性,這些涉及到老化、失效機(jī)理、后續(xù)壽命、安全性、可靠性檢測(cè)、分級(jí)篩選技術(shù)、工況測(cè)試,重組與管理技術(shù)等方面。目前標(biāo)準(zhǔn)仍然缺失。

動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè):提升鋰資源利用效率 加強(qiáng)梯次利用技術(shù)研究

邱新平:鋰電池產(chǎn)業(yè)發(fā)生四大轉(zhuǎn)變

未來(lái)五年,中國(guó)鋰電池產(chǎn)業(yè)面臨四個(gè)轉(zhuǎn)變。第一,中國(guó)鋰電池產(chǎn)業(yè)逐步從技術(shù)密集向資金密集方向轉(zhuǎn)變。后進(jìn)入者如果不具備技術(shù)或資金的話語(yǔ)權(quán),那么機(jī)會(huì)將越來(lái)越少。

第二,我國(guó)鋰電池產(chǎn)業(yè)有逐步向封閉型發(fā)展的特點(diǎn)。一方面,由于每個(gè)企業(yè)有固定的上游和下游,新進(jìn)入的企業(yè)機(jī)會(huì)將越來(lái)越少。另一方面,我國(guó)鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈正逐步走向封閉,對(duì)于先進(jìn)入者而言,機(jī)會(huì)變好。隨著鋰電池技術(shù)的發(fā)展,企業(yè)壓力也隨之增加。以電池材料為例,一旦過(guò)幾年企業(yè)跟隨的步子稍微慢一點(diǎn),就有可能掉隊(duì),這影響的不是一家企業(yè),而是整個(gè)下游公司。因此,這對(duì)目前擁有生產(chǎn)線的電池廠家提出更高的要求,他們不僅要做產(chǎn)品,還要做好技術(shù)研發(fā),同時(shí)參與國(guó)內(nèi)、國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)。

第三,鋰電池技術(shù)發(fā)展加快。回顧一下2008年展示的電動(dòng)汽車,當(dāng)時(shí)應(yīng)用的磷酸鐵鋰動(dòng)力電池容量還比較低,然而近兩年動(dòng)力電池的能量密度得到大幅度提升。

第四,下一階段的壓力更大。現(xiàn)階段,業(yè)內(nèi)對(duì)下一代鋰電池的研究仍然存在爭(zhēng)議,其中包括追求高能量密度的重要性。

(邱新平:清華大學(xué)化學(xué)系教授 中國(guó)硅酸鹽學(xué)會(huì)固態(tài)離子學(xué)分會(huì)副秘書長(zhǎng))

侯獻(xiàn)華:鋰資源開發(fā)五點(diǎn)建議

鋰資源主要有三種類型,分別為鹽湖型、硬巖型以及地下鹵水型。實(shí)際上,根據(jù)分析,全球的鋰資源遠(yuǎn)景要比已經(jīng)查明的大得多,我國(guó)鋰資源主要分布在青海、西藏、四川、江西、新疆、湖南等地。從全國(guó)礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量通報(bào)數(shù)據(jù)來(lái)看,2014年青海鋰鹽礦區(qū)有9個(gè),氯化鋰基礎(chǔ)儲(chǔ)量1097.26萬(wàn)噸,儲(chǔ)量375.48萬(wàn)噸,查明資源量1594.08萬(wàn)噸。西藏鹽湖主要分布在藏西北地區(qū)。

在三種鋰資源類型中,硬巖型品位較低、儲(chǔ)量大。通過(guò)基本類型對(duì)比,青藏高原的鋰資源被做出劃分,經(jīng)過(guò)劃分后發(fā)現(xiàn),我國(guó)鋰資源還有巨大潛力,青藏高原鹽湖、深層鹵水鋰資源量巨大。此外,還有鋁土礦伴生鋰等稀有元素礦床,如貴州大竹園鋁土礦、清鎮(zhèn)市貓場(chǎng)鋁土礦等,同樣包括煤型稀有元素礦床。

關(guān)于鹽湖鹵水的提鋰技術(shù),沉淀法是主要技術(shù)之一。沉淀法包括鹽梯度太陽(yáng)池提鋰、碳酸鹽沉淀法、鋁酸鹽沉淀法和水合硫酸鋰結(jié)晶沉淀法。還有離子交換吸附法、萃取法、煅燒法、膜滲透法和兌鹵法。

從目前來(lái)看,全球鋰資源及其開發(fā)主要集中在智利、阿根廷、澳大利亞和中國(guó)。2014年全球鋰產(chǎn)量總計(jì)3.6萬(wàn)噸,鋰消費(fèi)量達(dá)到3.3萬(wàn)噸。從我國(guó)鋰供需現(xiàn)狀來(lái)看,2014年我國(guó)鋰產(chǎn)量5000噸,不到全球產(chǎn)量的1/6,而總消費(fèi)量達(dá)到1.2萬(wàn)噸。

從世界消費(fèi)結(jié)構(gòu)看,鋰電池位居第二。在中國(guó),由于“十三五”戰(zhàn)略對(duì)鋰電池產(chǎn)業(yè)做出規(guī)劃,因此2015年下半年碳酸鋰價(jià)格直線飆升,預(yù)計(jì)到2020年,全國(guó)電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)需要碳酸鋰10.3萬(wàn)噸。

隨著中國(guó)制造2025、能源發(fā)展戰(zhàn)略行動(dòng)計(jì)劃等戰(zhàn)略的實(shí)施,節(jié)能與新能源汽車、新材料等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)加快發(fā)展,在未來(lái)一段時(shí)間鋰原材料將呈現(xiàn)以下態(tài)勢(shì):需求持續(xù)增長(zhǎng)、供應(yīng)增加緩慢、生產(chǎn)成本上漲、鹽湖鋰價(jià)格繼續(xù)上漲。

對(duì)我國(guó)鋰資源開發(fā)利用提出五點(diǎn)建議。一是加快鋰資源的調(diào)查評(píng)價(jià);二是重點(diǎn)加強(qiáng)鹽湖型鋰資源的開發(fā)利用研究;三是東西部聯(lián)手,打造我國(guó)鋰產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略聯(lián)盟;四是加大鋰礦區(qū)開發(fā);五是根據(jù)我國(guó)新能源電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況,加強(qiáng)電池、電動(dòng)汽車質(zhì)量,建立電池回收體系。

(侯獻(xiàn)華:中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)研究所副研究員)

劉道坦:梯次利用技術(shù)研究三個(gè)方面

目前,我國(guó)已經(jīng)開始進(jìn)行電池梯次利用工程示范項(xiàng)目。國(guó)網(wǎng)建有30kW/1MWh梯次利用錳酸鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)和250kW/1MWh梯次利用磷酸鐵鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)。前者主要作用是低谷儲(chǔ)電,調(diào)節(jié)變壓器的輸出功率,穩(wěn)定節(jié)點(diǎn)電壓水平,避免高峰負(fù)荷時(shí)段的變壓器過(guò)載,并且在電網(wǎng)失電情況下,可由移動(dòng)式儲(chǔ)能裝置帶動(dòng)用戶負(fù)荷離網(wǎng)運(yùn)行。后者主要用于接納可再生能源發(fā)電,跟蹤計(jì)劃等。

電池梯次利用技術(shù)側(cè)重三個(gè)方面的研究。技術(shù)性可行性方面,包括老化程度、后期衰退、安全性、可靠性,這些涉及到老化、失效機(jī)理、后續(xù)壽命、安全性、可靠性檢測(cè)、分級(jí)篩選技術(shù)、工況測(cè)試,重組與管理技術(shù)等方面。目前標(biāo)準(zhǔn)仍然缺失。

經(jīng)濟(jì)可行性方面,包括舊電池成本及運(yùn)輸/檢測(cè)、重組成本,新電池成本的快速降低,其他低成本的競(jìng)爭(zhēng)性儲(chǔ)能技術(shù),再利用的收益,需要快速檢測(cè)/分選/成本技術(shù),選擇效益更好的再利用場(chǎng)景,電池系統(tǒng)組件綜合再利用,電池物盡其用等。

市場(chǎng)方面,所有權(quán)復(fù)雜、電池殘值、風(fēng)險(xiǎn)責(zé)任、電力市場(chǎng),需要政府支撐與扶持,產(chǎn)業(yè)界積極應(yīng)用。

總的來(lái)講,電動(dòng)汽車動(dòng)力電池梯次利用技術(shù)上總體可行。動(dòng)力電池梯次利用的經(jīng)濟(jì)性隨著儲(chǔ)能市場(chǎng)的發(fā)展及電池梯次利用規(guī)模化的應(yīng)用,將逐漸顯現(xiàn)。動(dòng)力電池技術(shù)進(jìn)步、性能的提高利于電池梯次利用。電動(dòng)汽車電池相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化有助于其梯次利用,需要進(jìn)一步完善。

(劉道坦:中國(guó)電科院儲(chǔ)能與電工新技術(shù)研究所高級(jí)工程師)

[責(zé)任編輯:陳語(yǔ)]

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