中年|锂离子电池领域中国实力几何?( 四 )
其次 , 钠离子电池很有潜力 。 它的材料成本很低 , 各方面性能也都不错 , 在家庭储能、规模储能、通讯基站、低速电动车等应用场景中 , 有希望部分替代铅酸电池和锂离子电池 。
当然 , 还有铝、镁等其他金属的离子电池 。 但是铝、镁离子电池的循环性和动力学性能很差 , 很难做成可以多次充电的可逆电池 , 因此我个人不太看好 。
此外 , 目前还在发展中的新型电池还有锂硫电池 。 如果它的循环性可以继续提高 , 有望应用于无人机 , 或者其他重视质量能量密度 , 但不特别强调体积能量密度的场景中 。
另外还有锂空气电池 , 它的研究更难一些 , 可以说是集中了燃料电池、锂离子电池和金属锂电池的难点 , 相关的基础研究依然处于初步阶段 , 还需要比较长的时间来发展 。
黄云辉:钠离子电池确实很有希望 , 但在走向产业化之前 , 它也面临很多问题 。 首先 , 我们还没有真正了解哪些正、负极材料可以产业化 。 其次 , 虽然它的资源成本很低 , 但在产业化之前 , 钠离子电池的整体成本并不低 。
尤其是在目前锂离子电池的成本已经相当低的情况下 , 钠离子电池如何降低成本到足以部分替代锂离子电池的程度 , 还是一个很大的挑战 。
锂硫电池也是一样 , 相关研究很多 , 在合适的场景中也有很好的应用前景 , 但是对于它所固有的缺陷 , 我们还必须想办法改进 。 比如 , 如何降低它的电解液用量以减小体积、如何提高安全性等 。
孙世刚:这些新型电池主要是两类 , 一类是离子电池 , 包括钠离子电池、镁离子电池等 。 第二类是金属电池 , 包括锂硫电池、锂空气电池等 。
其中金属电池的挑战性更大 , 在具备高能量密度的同时也面临很多问题 , 比如安全性和循环性不够好 。 而我认为 , 由于我们对其中的基础过程理解不到位 , 所以很多目前的研究思路都不是根本性的思路 。
举例来讲 , 对于锂金属表面长枝晶的问题 , 我们现在常用人工保护膜等物理方法来改善 。 但是我认为 , 枝晶生长的本质是一个溶解和结晶的电化学过程 , 去控制成核生长过程才是最根本的方法 。
当然 , 要控制锂金属的结晶难度很大 , 还需要进一步研究锂金属负极在不同电解液中的溶解和结晶规律 , 从根本上找到解决方法 。
所以我还是要强调 , 在开发新体系的过程中 , 基础研究非常重要 。
张宏立:对于各种新型电池体系 , 我们产业界也非常关心 。 当然 , 大多数新技术距离产业化还有比较远的距离 , 其中进展相对较快的可能还是半固态电池 , 我们希望能在这方面有所突破 , 之后再逐渐实现全固态 。
我很认同我们公司董事长的一个提法 , 他认为 , 电池技术的进步50%依赖于材料科学的进步 , 30%依赖于电池制造技术的进步 , 另外20%依赖于产品系统设计的进步 。
这其中最重要的是材料技术的突破 。 在这方面 , 我们公司投入了非常多的精力 , 并与全球的高校和科研机构积极合作 。 如果在实验室中出现了基础性的重大突破 , 我们希望能尽快将其转化为颠覆性的电池产品 。
电池的制造技术包括电芯、模组和电池包的制造 。 目前 , 我们的制造技术还不能完全满足主机厂的要求 , 还需要进一步降低成本、提高安全性 , 并更好地与整车系统相匹配 。
最后是产品系统的设计 , 比如最近业界频繁提到的无模组技术 , 是否能够真正地将整个汽车底盘做成一体化的大电池 , 也是努力的方向 。
成会明:我很赞同大家的观点 。 首先 , 下一代电池能否取得突破 , 很大程度上取决于基本科学问题能否取得突破 。 大家刚才提到的几种新型电池 , 都已经有比较明确的科学问题 , 可以针对这些问题进行研究 。
其次 , 我们的研究应该更明确地针对应用场景来开展 。 区分不同的应用场景 , 选择合适的电池体系进行针对性的研究 , 可以加快下一代电池的发展和应用 。
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