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北大先行高原:未來(lái)或用磷酸鐵鋰代替鉛酸啟動(dòng)電源

發(fā)布時(shí)間:2018年06月27日 15:33 作者:文桃 來(lái)源:客車網(wǎng)
  為進(jìn)一步促進(jìn)鋰產(chǎn)業(yè)及動(dòng)力電池行業(yè)持續(xù)健康發(fā)展,2018年6月27日,由青海省人民政府、工業(yè)和信息化部、科學(xué)技術(shù)部、中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)主辦的“2018中國(guó)(青海)鋰產(chǎn)業(yè)與動(dòng)力電池國(guó)際高峰論壇”在青海省西寧市召開(kāi)。

  本次論壇圍繞產(chǎn)業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展,主要研討全球動(dòng)力電池前沿技術(shù);動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)政策;動(dòng)力電池不同技術(shù)路線的應(yīng)用領(lǐng)域;動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同發(fā)展;動(dòng)力電池的市場(chǎng)需求分析;動(dòng)力電池全球競(jìng)爭(zhēng)格局以及企業(yè)的國(guó)際布局;上游材料、動(dòng)力電池企業(yè)與政策企業(yè)的深度合作,協(xié)同發(fā)展;建立動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)有序、協(xié)調(diào)發(fā)展的生態(tài)。

  深耕在青海,譽(yù)滿全球的鋰材料企業(yè)的代表北大先行科技產(chǎn)業(yè)有限公司總裁高原發(fā)表主題演講,實(shí)錄如下:

    感謝組委會(huì)給我們北大先行這么一個(gè)機(jī)會(huì),跟大家一起交流我們的心得。各位尊敬的領(lǐng)導(dǎo)、嘉賓和朋友們。百人會(huì)希望我能談一談產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同發(fā)展和提一些政策建議,但是因?yàn)槲业腜PT談的基本是正極技術(shù),這里我先用一分鐘時(shí)間離開(kāi)這個(gè)PPT來(lái)談一談我的一些憂慮和建議。

  這張圖大家看到,我們電動(dòng)車在國(guó)內(nèi)的快速發(fā)展,比如到2025年要達(dá)到700萬(wàn)輛車和500GWh,快速的發(fā)展,整個(gè)上下游的產(chǎn)業(yè)鏈從鋰、鈷礦到核心材料、部件,電芯、整車等等,它的響應(yīng)速度是不一樣的。以鋰礦為例子,去年在這里我就用統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)跟大家分享了一下,比如在南美的鋰鹽湖過(guò)去20年成功率是百分之一二十,大家都知道鋰鹽湖成本低,都很好,大家只是盯住了成功的,其實(shí)每一個(gè)成功的鋰鹽湖開(kāi)發(fā)后面還有很多不成功的,它的開(kāi)發(fā)時(shí)間周期都是超過(guò)5年的。因此,從下游我們比如說(shuō)1年、2年就可以把工廠建起來(lái),上游的反應(yīng)時(shí)間超過(guò)5年,而且很多的投資。

  區(qū)別就好比開(kāi)汽車和開(kāi)輪船,開(kāi)汽車我們知道要左轉(zhuǎn),要打上左把,汽車立即左轉(zhuǎn)。開(kāi)一個(gè)船,我要左轉(zhuǎn),來(lái)一個(gè)左轉(zhuǎn)舵,這個(gè)船半天繼續(xù)往前走,但是當(dāng)10度、20度的時(shí)候舵馬上打回來(lái)了,90度打回來(lái)這個(gè)船就朝后走了,會(huì)原地轉(zhuǎn)圈。我這里一個(gè)憂慮、也是一個(gè)建議,在上游的反應(yīng)速度很慢、下游不是很協(xié)調(diào)的情況下,我們企業(yè)政府的政策需要我們像開(kāi)船一樣、不要像開(kāi)汽車一樣,要非常有前瞻性,當(dāng)三五十米看到前面有一個(gè)礁石要減速就撞上去了,當(dāng)你左轉(zhuǎn)舵的只有打這個(gè)舵要有前瞻性和穩(wěn)定性,跟開(kāi)汽車是完全不一樣的,否則我們很可能就會(huì)造成不協(xié)調(diào)而且原地轉(zhuǎn)圈的問(wèn)題。

  下面我談一談我們北大先行正極的基礎(chǔ)上。這張圖可以看到,我們現(xiàn)在幾大正極材料,能量密度頂多能達(dá)到我們現(xiàn)在的工信部提到的300千瓦時(shí)/公斤,超過(guò)它我們會(huì)超過(guò)現(xiàn)有的材料基礎(chǔ),確實(shí)有一些正極材料,像這個(gè)圖上所顯示的,在這條紅線的上面,但這些都是一次性電池的,把它變成可充電目前還達(dá)不到。為什么我們會(huì)有這么一個(gè)約束呢?就是因?yàn)槲覀冧囯x子電池,全部的鋰都是從正極來(lái)的,我們雖然聽(tīng)到了很多的正極材料,其實(shí)離不開(kāi)三種,一個(gè)是層狀結(jié)構(gòu),比如說(shuō)鈷酸鋰三元素,還有一個(gè)是尖晶石錳酸鋰,還有橄欖石代表磷酸鐵鋰。當(dāng)然這方面我們還有一些工作要做,這張圖左邊是三元素,一方面,大家也都比較熟悉,往高鎳這個(gè)方向走,當(dāng)鈷變少、鎳變多的時(shí)候,它的放電電壓會(huì)比較低,同樣的充電電壓下我們拿出的鋰就會(huì)比較多,因而會(huì)提高它的能量密度,同時(shí)帶來(lái)的問(wèn)題,我們知道是一個(gè)層狀結(jié)構(gòu)的話,如果超過(guò)90%的鋰都拿出去的話,整個(gè)結(jié)構(gòu)就會(huì)塌陷,而且會(huì)放熱放氧,很多安全性的考慮。右邊是鈷酸鋰,鈷酸鋰現(xiàn)在已經(jīng)達(dá)到了4.45V,正在往4.5V進(jìn)軍,我個(gè)人認(rèn)為已經(jīng)達(dá)到了它的極限。

  下面這張圖,可能以前見(jiàn)過(guò),左邊黃色的區(qū)域是鋰離子電池,往右X軸就是能量密度,為了突破能量密度的約束,大家也聽(tīng)到很多固態(tài)電池和金屬空氣,最右邊是金屬空氣,其實(shí)我個(gè)人認(rèn)為金屬空氣比如鋰空實(shí)際就是一種燃料電池,只不過(guò)把氫變成了鋰。有兩個(gè)問(wèn)題,第一,是讓它可逆是很難的,當(dāng)然我們未來(lái)也有上千科學(xué)家會(huì)有我們想象不到的突破,現(xiàn)在把它變成可逆,二次充電是非常難的。第二,像燃料電池一樣,讓它大的電流或者電流忽大忽小是比較難的,它是一個(gè)穩(wěn)定電流,大家都知道,豐田的燃料電池車,它里面其實(shí)還是有一個(gè)鋰離子電池,它的燃料電池就是一個(gè)小發(fā)電廠,在穩(wěn)定的發(fā)電,但是當(dāng)你需要用功率很高的時(shí)候,這個(gè)電要從電池里來(lái),當(dāng)你不需要能量的時(shí)候,這個(gè)發(fā)電廠你也不能給它關(guān)了,繼續(xù)在那兒小電流發(fā)電。因此這個(gè)鋰空,未來(lái)即便成功了也就是一個(gè)燃料電池,當(dāng)然這可能還得需要很長(zhǎng)的時(shí)間。我們從右往左,短期內(nèi)或者中期內(nèi)可能能夠突破的是固態(tài)電池,固態(tài)電池會(huì)用鋰金屬作為負(fù)極,提高能量密度。我們大家知道,固態(tài)電解質(zhì)電導(dǎo)率在室溫下還是有一些問(wèn)題,既然電導(dǎo)率不高,電流也不可能太高,因此我個(gè)人認(rèn)為,當(dāng)然需要一些突破,即便突破以后可能它還需要一些大電流高功率的器件做一些匹配。

  剛才我們也看到前面寧德時(shí)代能量密度能夠做到非常高,但是要突破到把電動(dòng)汽車跟燃油車的能量密度相比,我們還有很長(zhǎng)的路需要走。我們現(xiàn)在一個(gè)是短期內(nèi)我們提高材料的壓實(shí)密度,通過(guò)極配提高電壓。時(shí)間關(guān)系,這個(gè)細(xì)節(jié)我就不講了。

  用這個(gè)圖展示一下我們北大先行的科研能力,用高電壓鈷酸鋰作為一個(gè)例子,我們把這個(gè)摻雜到一定程度,再透射電鏡和反向傅里葉變換的分析情況下我們看到一個(gè)晶粒,這種檢測(cè)的手段只有在全世界最好的檢測(cè)手段下才能夠看到,當(dāng)高電壓的情況下對(duì)晶體的穩(wěn)定性產(chǎn)生一個(gè)作用,我在這兒炫耀一下我們的檢測(cè)能力。

  在座的是動(dòng)力電池的專家,更關(guān)心三元素,三元素最大的挑戰(zhàn),當(dāng)高鎳的時(shí)候熱穩(wěn)定性和安全性,還有循環(huán)壽命,循環(huán)壽命衰減主要的因素,就是晶體之間的裂縫越來(lái)越多,這個(gè)圖展現(xiàn)當(dāng)你做深度循環(huán)長(zhǎng)期的時(shí)候中間大家看到黑線就是裂縫越來(lái)越多。我們解決的辦法,我們北大先行一個(gè)特色,就是我們開(kāi)發(fā)出了單晶的三元材料,單晶因?yàn)榻缑姹容^少,在長(zhǎng)期循環(huán)的時(shí)候有一個(gè)循環(huán)壽命的優(yōu)勢(shì)。

  我們的磷酸鐵鋰,因?yàn)榱姿徼F鋰本身是不導(dǎo)電的,因此需要表面上包覆一個(gè)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導(dǎo)電率并不見(jiàn)得能夠增加多少,在這方面這里允許我炫耀一下我們的產(chǎn)品有低溫下能夠高倍率放電的產(chǎn)品,未來(lái)對(duì)啟停電源或者就用磷酸鐵鋰代替鉛酸啟動(dòng)電源,12V的啟動(dòng)電源,對(duì)溫寬低溫下的大功率放電,尤其現(xiàn)在碳酸鋰的降價(jià)、磷酸鐵鋰成本的減低,我覺(jué)得完全可以用磷酸鐵鋰鋰離子電池替代鉛酸電池,而鉛酸電池對(duì)我們?nèi)祟愖畲蟮耐{就是環(huán)保上的威脅,尤其電池使用完以后是不是被回收了,還是老百姓因?yàn)樗鼙阋怂院茈S便的扔到了河溝里,如果鋰電池替代對(duì)我們環(huán)保重大的威脅、一個(gè)定時(shí)炸彈就被我們排除了。

  我們的研究組在比如說(shuō)鋰硫還有其他材料上也有一些先期的工作。時(shí)間關(guān)系,我在這里把這些跳過(guò)。

  介紹一下我們非常年輕的研發(fā)團(tuán)隊(duì),這就是一張我們?cè)诮衲晷履昴陼?huì),就在青海萬(wàn)達(dá)酒店的門口照的一張合影,我們的團(tuán)隊(duì)非常年輕。

  這是我們北大先行的,可能有一些朋友非常熟悉,西寧是我們最大的正極材料和隔膜的生產(chǎn)基地,在這里往西走飛行半小時(shí)格爾木,再往西開(kāi)車三個(gè)小時(shí)到東臺(tái)吉乃爾湖,我們?cè)谀抢镒鲣囐Y源開(kāi)發(fā),我們山東有一個(gè)消費(fèi)電子的正極材料工廠,我們?cè)阡嚓?yáng)已經(jīng)建成了,這是我們新的工廠,溧陽(yáng)的隔膜工廠已經(jīng)完成了安裝,明天我們開(kāi)始開(kāi)機(jī)調(diào)試,我們?cè)谖鲗幰灿幸粋€(gè)隔膜工廠,兩個(gè)工廠都建成了完全達(dá)到產(chǎn)能的時(shí)候,達(dá)到10億平方米的隔膜生產(chǎn),今年下半年我們開(kāi)始生產(chǎn)首先先達(dá)到2億平方米的生產(chǎn)。

  我就介紹到這里。謝謝大家!

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