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动力电池产业:提升锂资源利用效率 加强梯次利用技术研究

来源: | 作者:admin | 分类:分析 | 时间:2016-09-25 | 浏览:6854
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摘要:电池梯次利用技术侧重三个方面的研究。技术性可行性方面,包括老化程度、后期衰退、安全性、可靠性,这些涉及到老化、失效机理、后续寿命、安全性、可靠性检测、分级筛选技术、工况测试,重组与管理技术等方面。目前标准仍然缺失。

动力电池产业:提升锂资源利用效率 加强梯次利用技术研究

邱新平:锂电池产业发生四大转变

未来五年,中国锂电池产业面临四个转变。第一,中国锂电池产业逐步从技术密集向资金密集方向转变。后进入者如果不具备技术或资金的话语权,那么机会将越来越少。

第二,我国锂电池产业有逐步向封闭型发展的特点。一方面,由于每个企业有固定的上游和下游,新进入的企业机会将越来越少。另一方面,我国锂电池产业链正逐步走向封闭,对于先进入者而言,机会变好。随着锂电池技术的发展,企业压力也随之增加。以电池材料为例,一旦过几年企业跟随的步子稍微慢一点,就有可能掉队,这影响的不是一家企业,而是整个下游公司。因此,这对目前拥有生产线的电池厂家提出更高的要求,他们不仅要做产品,还要做好技术研发,同时参与国内、国际竞争。

第三,锂电池技术发展加快。回顾一下2008年展示的电动汽车,当时应用的磷酸铁锂动力电池容量还比较低,然而近两年动力电池的能量密度得到大幅度提升。

第四,下一阶段的压力更大。现阶段,业内对下一代锂电池的研究仍然存在争议,其中包括追求高能量密度的重要性。

(邱新平:清华大学化学系教授 中国硅酸盐学会固态离子学分会副秘书长)

侯献华:锂资源开发五点建议

锂资源主要有三种类型,分别为盐湖型、硬岩型以及地下卤水型。实际上,根据分析,全球的锂资源远景要比已经查明的大得多,我国锂资源主要分布在青海、西藏、四川、江西、新疆、湖南等地。从全国矿产资源储量通报数据来看,2014年青海锂盐矿区有9个,氯化锂基础储量1097.26万吨,储量375.48万吨,查明资源量1594.08万吨。西藏盐湖主要分布在藏西北地区。

在三种锂资源类型中,硬岩型品位较低、储量大。通过基本类型对比,青藏高原的锂资源被做出划分,经过划分后发现,我国锂资源还有巨大潜力,青藏高原盐湖、深层卤水锂资源量巨大。此外,还有铝土矿伴生锂等稀有元素矿床,如贵州大竹园铝土矿、清镇市猫场铝土矿等,同样包括煤型稀有元素矿床。

关于盐湖卤水的提锂技术,沉淀法是主要技术之一。沉淀法包括盐梯度太阳池提锂、碳酸盐沉淀法、铝酸盐沉淀法和水合硫酸锂结晶沉淀法。还有离子交换吸附法、萃取法、煅烧法、膜渗透法和兑卤法。

从目前来看,全球锂资源及其开发主要集中在智利、阿根廷、澳大利亚和中国。2014年全球锂产量总计3.6万吨,锂消费量达到3.3万吨。从我国锂供需现状来看,2014年我国锂产量5000吨,不到全球产量的1/6,而总消费量达到1.2万吨。

从世界消费结构看,锂电池位居第二。在中国,由于“十三五”战略对锂电池产业做出规划,因此2015年下半年碳酸锂价格直线飙升,预计到2020年,全国电动车产业需要碳酸锂10.3万吨。

随着中国制造2025、能源发展战略行动计划等战略的实施,节能与新能源汽车、新材料等战略性新兴产业加快发展,在未来一段时间锂原材料将呈现以下态势:需求持续增长、供应增加缓慢、生产成本上涨、盐湖锂价格继续上涨。

对我国锂资源开发利用提出五点建议。一是加快锂资源的调查评价;二是重点加强盐湖型锂资源的开发利用研究;三是东西部联手,打造我国锂产业战略联盟;四是加大锂矿区开发;五是根据我国新能源电动汽车产业发展情况,加强电池、电动汽车质量,建立电池回收体系。

(侯献华:中国地质科学院矿产研究所副研究员)

刘道坦:梯次利用技术研究三个方面

目前,我国已经开始进行电池梯次利用工程示范项目。国网建有30kW/1MWh梯次利用锰酸锂电池储能系统和250kW/1MWh梯次利用磷酸铁锂电池储能系统。前者主要作用是低谷储电,调节变压器的输出功率,稳定节点电压水平,避免高峰负荷时段的变压器过载,并且在电网失电情况下,可由移动式储能装置带动用户负荷离网运行。后者主要用于接纳可再生能源发电,跟踪计划等。

电池梯次利用技术侧重三个方面的研究。技术性可行性方面,包括老化程度、后期衰退、安全性、可靠性,这些涉及到老化、失效机理、后续寿命、安全性、可靠性检测、分级筛选技术、工况测试,重组与管理技术等方面。目前标准仍然缺失。

经济可行性方面,包括旧电池成本及运输/检测、重组成本,新电池成本的快速降低,其他低成本的竞争性储能技术,再利用的收益,需要快速检测/分选/成本技术,选择效益更好的再利用场景,电池系统组件综合再利用,电池物尽其用等。

市场方面,所有权复杂、电池残值、风险责任、电力市场,需要政府支撑与扶持,产业界积极应用。

总的来讲,电动汽车动力电池梯次利用技术上总体可行。动力电池梯次利用的经济性随着储能市场的发展及电池梯次利用规模化的应用,将逐渐显现。动力电池技术进步、性能的提高利于电池梯次利用。电动汽车电池相关标准化有助于其梯次利用,需要进一步完善。

(刘道坦:中国电科院储能与电工新技术研究所高级工程师)

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