2022年11月9日,2022中国(遂宁)国际锂电产业大会暨新能源汽车及动力电池国际交流会在遂宁市隆重举办。
中国科学院院士孙世刚、中国有色金属工业协会党委常委朱景兵、中国化学与物理电源行业协会秘书长刘彦龙、天齐锂业董事长蒋卫平、欣旺达副总裁梁锐、河南克能新能源董事长柯克、力神电池总经理助理丁照石、河南克能新能源董事长柯克、瑞浦兰钧技术顾问夏保佳等锂电行业大拿围绕锂电产业热点和痛点问题展开深入研讨,共探促进全行业发展的新路径。
开幕式上,四川省和遂宁市领导、中国有色金属工业协会党委常委朱景兵、中国化学与物理电源行业协会秘书长刘彦龙、智利驻成都总领事迪亚兹、天齐锂业董事长蒋卫平等作致辞。
以下为部分嘉宾的部分观点:
“世界正由‘自然能源’时代迈向‘制造能源’新时代。同时,‘零碳电力’将成为能源主体。”
梁锐表示,“智能化”是第四次工业革命的关键词之一,即交通电动化、能源低碳化、系统智能化,储能则是主要引擎。电池储能和绿氢储能各有特点,且互补性强,共同构成主流储能方式,但是就目前而言电池储能仍是大多数场景的首选。
“尽管已处于领先地位,但是中国锂电产业仍面临新技术开发、车规级产品质量管理、电池成本及安全等方面的挑战。”梁锐说道。针对于此,欣旺达提出了以下五大应对策略:
1、产业链深度参与,建立资源掌控力
2、全区域化生产布局,服务高端战略客户
3、全生命周期质量管理,打造数字保障平台
4、全组织覆盖工业互联,实现高效规模增长
5、全方位可持续经营,确保全球性业务拓展
“我国动力电池产业面临激烈的国际竞争,同时亟需突破关键技术瓶颈。”
“美国、日本、英国等发达国家都正以举国之力加速新能源汽车产业发展,着眼于基础研究,抢占制高点。”中国科学院院士孙世刚说道,面对如此激烈的国际竞争,我国也纷纷推出了诸如科技部《十四五重点研发计划重点专项》的一系列政策,助力突破技术瓶颈,促进产业发展。
充电时间焦虑、成本焦虑、行驶里程焦虑、低温使用焦虑、寿命焦虑、安全焦虑……快速发展的新能源汽车、规模储能等对电化学能源器件的性能提出了越来越高的要求和新的挑战。
作为最核心的电化学能源器件之一,锂离子电池面临多方面的重大挑战:一,锂等矿产资源的重要性不言而喻,资源短缺严重限制其在储能中的规模应用。二,锂电池能量密度几乎接近理论极限。然而,为提高防御半径,鱼雷、无人机等武器装备的航速和航程亟待提升,需要大幅度提高电池的能量和功率密度。三,安全事故频发。四,使用环境受限,目前锂电池可正常使用的温度范围大致为0℃-40℃。在低温环境下,电解液黏度大,离子迁移慢,充放电能量急剧衰减;在高温环境下,正负极界面膜不稳定,导致材料结构破坏,产气易爆。
孙世刚表示,我国必须继续加强动力/储能电池的基础研究,应当引领发展,而不能“跟着走”,这是产学研三界应当共同努力从而实现的目标。基础研究往往扮演着开山铺路的角色。针对锂离子电池面临的四大挑战,科学家们应当着力解决材料、界面、传输、系统四个层次的关键科学问题。
除动力/储能电池外,氢燃料电池也是非常重要的新能源汽车动力电源。车用氢燃料电池对催化剂提出了高催化活性、高稳定性、长寿命三大要求,孙世刚表示,目前仅有铂族金属能够满足这些高要求。然而铂族金属资源稀少,价格高昂,且燃料电池用铂基催化剂还被庄信万丰、田中贵金属、优美科、巴斯夫等少数几家国外企业垄断。自主研发催化活性和稳定性更高的催化剂,并实现商业化规模应用是关键。
“动力电池制造存在整线自动化弱、产能效率低、产品种类多、工艺方法杂四大难点。”
丁照石表示,通过信息化、自动化和精益化融合,并沉淀总结出一套成熟的运营体系,将成为企业在动力电池行业中的核心竞争力。
其中,工程能力是运营体系不可或缺的重要部分。丁照石介绍了力神电池在工程能力方面的提升思路,可概括为“管、引、创”,即梳理现有产线痛点,并进行改善,发挥效能;结合行业先进成熟工艺设备,导入管理成果,并在新产线应用;开发新技术,制造创新设备,助力企业实现弯道超车。
“轻型电动车的‘锂电化’对低碳发展贡献巨大,不容忽视。”
柯克表示,轻型电动车市场巨大,数据显示,目前中国轻型电动车市场保有量为4亿辆,2021年的销量为4100万辆。
“经测算,4亿量电动车一年大概需要消耗400亿度电。若完全实现电动车‘锂电化’,每年则可以节省100亿度电,相当于三峡大坝一个月的发电量。轻型电动车对低碳发展意义重大。”柯克说。
“尽管问题已得到明显改进,但是高镍体系电池的安全性问题仍然需要得到持续性重视。”
瑞浦兰钧技术顾问夏保佳说道,随着镍含量增加、氧活性增强,高镍正极材料自身的热稳定性下降。正极对电解液的氧化反应成为触发NCM811体系电池热失控的诱因,电解液的存在加速正极相变释放氧,加速热失控的发生。
夏保佳分析道,近年来发生了多次电动汽车自燃事件,其中使用高镍电池的占比较大。受此影响,高镍正极材料的推广应用一度延缓。5系NCM电池通过大模组设计和材料高电压技术升级,系统能量密度已接近NCM811,但在材料和电解液的制约下,高镍电池比容量和寿命等方面的技术发展缓慢。
“如何提升高镍正极材料的安全性,成为当前研究工作的重中之重。”夏保佳介绍道,针对于此,瑞浦兰钧提出了多项前沿技术解决方案,包括多/单晶掺混正极体系、高镍与磷酸锰铁锂混合正极体系等,有效提升了电池的安全性。