圆桌对话:下一代大动力及储能电池技术发展方向?

彬彬评商业 2024-11-07 15:41:13

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11月6-7日,由起点钠电、起点锂电、起点充换电、起点研究院(SPIR)联合主办的2024起点钠电行业年会、2024起点锂电&两轮车换电行业年会(同期举办:2024第十届起点金鼎奖颁奖典礼/CINE中国钠电展)在深圳山燕子湖会展中心A馆隆重举办,现场1500+产业链嘉宾齐聚盛会,共探行业新篇章。

7日上午,在2024起点锂电&两轮车换电行业年会上举办了以《下一代大动力及储能电池技术发展方向?》为主题的圆桌对话。由中南大学 张永柱 教授担任主持人,对话嘉宾包括清华大学 陈全世教授、赣锋锂电 PACK研发总监 廖昌江、陀普科技 副总经理 艾群、金启航 总经理 肖振东、广东诺达 副总经理 江国龙 、恒大新能源 研究院总经理 高学友。

圆桌对话

以下为现场实录:

张永柱:各位嘉宾、专家,各位领导,欢迎大家到圆桌论坛环节。

这两天的会议,我们聆听了很多专家和企业演讲,看到了新的研究成果,从固态锂离子电池到固态钠离子电池的产业化进程,在解决锂电安全、降低成本和加速产业化方面,看到了非常多令人惊喜的进展。

为了看清楚产业化进展,欢迎台下的专家和听众给台上嘉宾提出你们关心的问题,下面请每一位专家表达几分钟的产业感悟,就把话筒交给台下的听众。

陈全世:刚才张教授谈了一些感想,我也有同样的看法。

储能的标准是高安全、长寿命、大容量、低价格。现在的锂电池、钠电池、固态电池,到底是哪条路线笑到最后,我认为时间还不够。上世纪90年代,行业做铅酸电池、镍氢电池、锂电池,锂电池一开始是磷酸铁锂、三元。我的看法是,目前时间还不够长,再过5-10年,再看谁能笑到最后。

张永柱:陈全世教授,您刚才说到各个技术路线的竞争,我个人看法,各种技术路线会和平共处、和谐发展,钠电有钠电的市场,锂电有锂电的市场,都有自己的一片天地。

廖昌江:我主要从两方面分享:成本、安全,当然还有寿命。

从我们现在做的储能来看,钠电储能或者是其他电池储能,我们都在做分析。未来成本会继续下行,能不能达到“十四五”规划的大规模GWh应用的成本目标,还需要整个供应链一起努力,目标是0.1-0.2元/Wh,还是有很大的挑战。

另外一个角度是寿命,“十四五”的目标是15000次循环,现在1.5万次已经在小批量阶段,下一代1.5万很快会出来。

安全方面,安全确实是比较深的话题,我们自己也做电芯的安全,还有PACK,还有在消防领域做最终防护的验证与开发。

动力电池方面,从技术发展路线上看,从2015年到现在,下一代还是朝着高比能和快充方向发展,快充始终是应用的挑战。

张永柱:我听了艾群总的报告,他们这个新兴企业让我也很震撼,他们在解决无人机大倍率低温下的成果,尤其是界面方面的问题对我启发很大,比半固态更先进的准固态,我个人认为准固态是比全固态更有希望的技术路线,目前全固态在产业化方面有一定的距离。

艾群:现在电池最重要的就是安全,在能量密度和循环上,各家都有很大的突破,但是安全方面,大储能的磷酸铁锂也需要安全,也需要去做固态。现在已经在三元和富锂猛在半固态有突破,循环达到一定的水准。

下一步,我们会加大努力、加大研发,往全固态方向发展,让消费者使用起来没有后顾之忧。

张永柱:金启航公司在山东,肖总也和大家分享了他们的技术,我也是第一次听说聚合物方面的路线有这么好的产品,10C充放电方面令人感慨。

肖振东:金启航是去年刚注册的公司,但是团队由来已久,从2015年开始着手研发,到现在近十年。

我主要分享几点:第一,新能源电池行业过去十几年是高歌猛进,但是在电芯的底层数据和逻辑上,中国企业有缺失,因为锂电是欧美人率先发明创造,我们的底层上,还有东西需要行业从业人士把心静一静,在基本问题上不要犯错误,比如电池首先是安全问题,大家不要为了市场化、产业化而跑得太快。

第二,新能源赛道非常宽,是万亿级赛道,里面有很多细分赛道,我们的理解是每一个赛道都应该有一款适合它的电芯和材料体系,而不是一款产品通杀天下。

第三,金启航的两位创始技术人物,黄教授在贝尔实验室工作了七八年,在海外有大量的底层技术。邓教授在中科院,一辈子是做电解质的材料,现在到了厚积薄发的阶段,从材料体系到电芯的工艺设计,再到BMS,都是根据换电赛道设计。当然我们未来的市场还是新能源汽车。把目前的路走好,下一步会走得更稳。

张永柱:今天也听到了广东诺达智慧江总的报道,我自己也写了一本书固态电池的原理工艺路线和应用,江国龙总的报告让我大开眼界的是,从电池的各个材料方面谈到了起火的原因和如何防治的措施,比如加氧化铝的隔膜涂层来抑制锂枝晶和通过针刺实验。

江国龙:我们公司以前一直是致力于做小电池。我们从电池的机理上去解决它的安全,到底哪一种路线是未来的主流?大家都清楚,现有的电池90%是锂离子电池,从铅酸转到锂离子电池用了十几二十年的时间,从锂电转到另外一种电池的形式,我个人认为至少需要十年,所以未来十年还是锂离子电池为主导。

所以我们推出了半固态电池,我们觉得这也是未来十年的主流,把原来的锂电所不能解决的安全问题解决掉,从而产业化。现在我们已经有半固态的小批量产品,虽然是小电池,但是现在已经具备5GWh的生产能力,去年单电池的销售额就超过5个亿。未来3-5年,半固态电池将占据我们的主导市场。

产业链闭环上,我们也希望行业里大家一起联合,才能达到完全的产业链闭环。

张永柱:全固态的界面问题和成本问题,远远超出我们的想象,所以我也同意各位的意见。

高学友:恒大新能源,这家企业成立于1994年,2011年上市,它也是南昌首家上市公司,主业是耐磨和防腐蚀材料,这个细分领域非常强,董事长是我的师兄。目前是做储能柜、光伏,我们的研究院主要是做材料、先进技术。南昌大学的师兄主要是研究硬炭、负极、无负极。

无负极材料方面,还有更大的突破性。和普通电池对比,它的循环性能肯定跟不上。但是如果现在用在军工,用在高能量密度方面,它的优势非常大,目前做到500Wh/Kg没有问题。还有电解液的改进方面,我一直是研究电解液,现在和哈工大团队在助力电解液的发展。在高能量密度电池方面,希望能有所贡献。

另外,层状氧化物钠离子电池正极材料方面,也通过了南昌重点项目验收,目前准备在南昌进行产线建设。

我们的主题讲到下一代电池怎么发展?目前,储能电池的竞争非常激烈,各家企业有各种想法,怎么把电池做大,从280做到314,现在做到500多,但也面临电池的安全。前几个月我去西安,一家企业想把280的电池进行电化学的串并联,单体电池的增加,必然带来安全性能的问题,首先是电解液的问题。

我觉得半固态可以发展,从现在做出的半固态来说,安全性能提升很大,我也去了工厂看他们的热失控和检测过程,半固态在安全的效果非常明显。即使做到全固态电池,也不一定是100%安全,而且全固态电池能不能覆盖全行业也是未知数。我认为即使固态出来,可能是应用在某一个细分领域,也不会走到整个行业。

此外,我在一些大学也看到新型电池,也就是熔融盐电池,在2年之内会推出,这个电池的成本、安全性能也非常高,目前我们也在关注这个项目,他们目前在腐蚀还存在一些问题。

张永柱:谢谢高总。

谢谢各位演讲嘉宾的分享,下面是现场提问环节,大家问题可以举手提问。

Q1:我是做集流体,集流体号称电池的第五大主材,我有两个问题,一是集流体如何配合这些技术的发展趋势,二是有哪些材料能够做到亲锂、亲钠?

高学友:我们需要类似的厂家给我们更多的支持,实现我们好的设想。

张永柱:有关复合铜箔、铝箔,我走访了比亚迪、鹏辉、比克等,这个集流体原来是由美国崔教授提出的,宁德时代公司首先申请了专利,做了很多工作。最近5年来也有很多公司在这方面投资了产线。在最近3年的实验中发现,复合铜箔、铝箔在缓解针刺实验方面,确实有一定的贡献,尤其是复合铝箔能够阻止穿刺,因为复合铜箔、铝箔中间有一层PI等高分子材料,但是通过我们做了很多实验以后发现,复合铜箔不能耐高温,不能耐高电流,尤其是600V、800V15分钟的快充平台,2C到3C充放电,复合铜箔烧没了,复合铝箔好一点,但是复合铝箔无法通过测试,因为循环方面也比较差。

在快充平台通过3-5C的充放电,复合铝箔、铜箔承受不了这么大电流的通过,同时也给PACK导体带来一定的冲击,但是在储能方面,我个人认为复合铝箔会有比较广泛的前景。

如果大家有兴趣,我们可以继续讨论,我也希望所有的投资能够得到比较好的回报。

Q2:我是一个门外汉,我是做电动两轮车出口欧洲,那边要求更高,目前主要应用锂离子电池。我有两个问题,一是我想请教石墨稀电池的优缺点;二是针对锂离子电池的回收,在中国国内是否可以做到整个电池环保回收?

江国龙:现在的石墨稀电池主要是把石墨稀作为导电材料使用。在2015左右的时候,很多人认为负极石墨稀可以作为负极材料来用,但是石墨稀的孔隙不足以让锂离子镶嵌进去,现在石墨稀电池,主要是把它作为导电剂使用,但是还不是严格意义上的石墨稀,严格意义上的石墨稀是单层的碳才是石墨稀,要做出单层的石墨稀,它的成本每克在2块钱以上,现在市场上的石墨稀是10层以上的,成本较低,所以严格意义上不能称之为石墨稀。

张永柱:我补充一下,石墨稀电池,天能、超威取得了革命性的进步。锂电池和钠电池方面,也在用更好的导电剂,目的是为了降低锂电池的内阻,降低它的发热,改善锂电池、钠电池的安全性。还有一个好消息,在湖南的永州有一家企业,他们把石墨稀的价格降到了负极碳的范围,石墨稀不再是昂贵的公主,它的价格已经降到两三万一吨。这块感兴趣的朋友可以和我交流,我希望未来会有一些意想不到的好性能。

锂电池的回收,已经卷得很厉害,很多企业已经进入锂电池回收白名单,未来产业链会更加完善。

注:本文根据速记稿件整理,未经演讲者审核!

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