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第十届北京动力锂电池技术及产业发展国际论坛参会报告(贺志龙)

       10月14日至10月15日在北京参加了为期2天的“第十届北京锂电论坛”,聆听了大量业内做锂离子电池正负极材料的专家学者、材料供应商及电池制造商对下一代锂电池材料发展方向及锂电池面临的主要问题的看法。会议基本围绕着国务院下发的《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020年)》,讨论2020年的发展目标比能量:300Wh/kg,续航里程:300km,电池成本:1.5元/Wh如何实现。

       对于实现方案,专家学者给出的答案较为多样,不局限于传统的锂离子电池体系。如陈立泉院士保持一贯在各大论坛及会议上的观点,仍主推全固态锂离子电池,大化所的陈剑、威斯康辛大学的De-Yang Qu、劳伦斯伯克利国家实验室的Gao Liu都对锂硫电池做了大量实验及深入的分析,其中大化所的锂硫电池不仅对单体做了测试,而且还对串并联后的成组锂硫电池做了测试,做的比较深入,美国阿贡国家实验室的Jun Lu介绍了锂空电池,除了这些大家耳熟能详的新型电池体系外,还有中科院物理所的胡勇胜介绍了钠离子电池及其可行性,清华大学的康飞宇介绍了二次锌锰电池,其能量密度及循环寿命在未来有望达到400Wh/kg及>3000cls。

       用传统的锂离子电池工艺实现300Wh/kg,体系的选择比较统一,基本为负极硅碳材料搭配正极富锂锰基材料或高镍材料。北京理工大学的吴锋分别对富锂锰基材料及硅碳材料做了电性能报告,介绍了其实验团队在制作高能量密度电池方面的进展,北京大学的夏定国做了富锂锰基材料结构与功能的研究报告,中信国安盟固利动力科技有限公司的吴宁宁作了镍钴锰三元系列材料在高能量密度电池方向的潜力研究,认为相对于富锂锰基正极材料循环过程中电压平台下降、产气、循环性能差、倍率性能差、压密低等缺点,高镍高电压材料更有优势,在对比了三元系列材料后,得出NCM622从能力密度、循环性能、倍率性能等都表现最优,当然这个数据结论也遭到了北京当升材料科技股份有限公司陈彦斌陈总的质疑,提出从不同家材料厂购得的不同系列材料不一定有对比性,但NCM622材料是否在将来能够脱颖而出仍值得期待。陈总介绍了当升在高能量密度动力锂电池正极材料方面的开发进展,目前市场主流的材料仍是三元NCM333、NCM424,但指出其对标韩国某公司的NCM622产品,无论是循环还是倍率性能都更为优异,其中RT循环能达到4000cls > 80%,且其NCA产品也到了中试阶段。

       14号上午电科院电工与新材料研究所的来小康对国家储能规划战略作了解读,再次申明了国家在高能量密度电池方面的布局,紧接着下午北京有色金属研究总院的卢世刚介绍了下一代锂离子电池材料体系,再次提到了富锂及硅碳,从天津力神电池股份有限公司的张娜张博给出的力神研究院在三代动力电池技术系列介绍中可以看出,实现2020年的目标非常困难,张博介绍力神第一代技术LFP电池已在市场上推广应用,二代技术NCM三元材料电池正在小批量验证和批量运行,三代技术高电压材料正在进行材料开发和设计,说明14年的技术目标至今仍不成熟。

表一:力神动力电池产品技术系列

 

       本次论坛中涉及电池安全的两个报告有清华大学的欧阳明高让其学生作了锂离子电池系统安全性的报告,主要介绍了针对电池安全性的测试手段及标准,宁德时代新能源科技有限公司的冯铸冯总作了电池安全测试与验证的报告,介绍了CATL动力电池在通过针刺、热箱等安全测试项目的情况。让高能量密度的电池仍能通过各种极端测试仍是困难重重,正如冯总所说,或许安全是个相对的概念,现在对于电动汽车的安全要求,相对于汽油车已经是过于严苛,另还要考虑电动汽车整体的安全设计,不能全部寄希望于单体电池。