中國(guó)工程院院士陳立泉在“2014高工鋰電年會(huì)”上作“鋰電池生存法則:前瞻性的戰(zhàn)略眼光”的主題演講,論述世界鋰電池技術(shù)產(chǎn)業(yè)格局、下一代電池技術(shù)和材料的創(chuàng)新研究機(jī)會(huì),并從宏觀和微觀多角度給中國(guó)鋰電池企業(yè)提出了切實(shí)可行的建議。
中國(guó)工程院 院士陳立泉
當(dāng)前鋰電池市場(chǎng)需求正快速擴(kuò)張,技術(shù)發(fā)展日新月異,世界鋰電池技術(shù)格局已見(jiàn)雛形。美國(guó)寄希望于鋰硫、鋰空等下一代高比能量二次鋰電池,同時(shí)希望在下一代鋰電池硅基負(fù)極和層狀多元過(guò)渡金屬氧化物材料領(lǐng)域取得突破。
同樣日本鋰電產(chǎn)業(yè)鏈也在完善、技術(shù)領(lǐng)先、知識(shí)產(chǎn)權(quán)積累深厚,在保持優(yōu)勢(shì)的同時(shí)不斷開(kāi)拓創(chuàng)新,引領(lǐng)全球鋰電發(fā)展潮流。韓國(guó)鋰電產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)了在產(chǎn)品上的全面創(chuàng)新,在全球范圍的合作研發(fā)和高強(qiáng)度研發(fā)投入,也讓其具備了引領(lǐng)產(chǎn)品發(fā)展方向的能力。
相對(duì)于日韓、歐美等國(guó)來(lái)說(shuō),中國(guó)鋰電產(chǎn)業(yè)雖然經(jīng)過(guò)十多年的發(fā)展,目前已經(jīng)形成了完整產(chǎn)業(yè)鏈,但在高端電池、自主裝備及對(duì)下一代電池技術(shù)的把控上尚與歐日韓存在一定差距。在國(guó)家大力發(fā)展新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)、動(dòng)力電池快速放量之際,中國(guó)鋰電池企業(yè)如何行動(dòng),關(guān)乎生死。
陳立泉表示,國(guó)外商用動(dòng)力鋰電池普遍采用三元材料或NCA正極材料與新型負(fù)極,如硅碳負(fù)極材料組合,已經(jīng)能夠?qū)㈦姵乇饶芰孔龅?50Wh/Kg左右,與國(guó)內(nèi)廠商拉開(kāi)了差距。由于市場(chǎng)、技術(shù)、競(jìng)爭(zhēng)等多個(gè)方面的因素,國(guó)內(nèi)企業(yè)電池仍主要生產(chǎn)較低能量密度產(chǎn)品,很難與韓日產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)。
事實(shí)上,國(guó)內(nèi)在高容量正極材料、硅碳負(fù)極材料以及高電壓電解液領(lǐng)域早就開(kāi)展了研究,具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。
他建議:“鋰電池企業(yè)盡快與研究單位和原材料企業(yè)合作,解決應(yīng)用新的電池材料及電池體系的科學(xué)技術(shù)和工程問(wèn)題,在短期內(nèi)生產(chǎn)出高能量密度的合格電池產(chǎn)品。”
除材料外,設(shè)備對(duì)電池制造也有很大影響。目前國(guó)內(nèi)企業(yè)大量引進(jìn)國(guó)外電池生產(chǎn)線。用不了太長(zhǎng)時(shí)間,引進(jìn)的生產(chǎn)線就落后了,不得不再引進(jìn)新的,周而復(fù)始,企業(yè)產(chǎn)品的性能和成本都很難與國(guó)外企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)。
“為了改變這種現(xiàn)狀,要打破對(duì)國(guó)外裝備和技術(shù)的迷信,要加強(qiáng)對(duì)國(guó)內(nèi)設(shè)備制造公司的支持力度,引進(jìn)、消化吸收、再創(chuàng)新或者組織工程技術(shù)人員進(jìn)行技術(shù)和工程創(chuàng)新,盡快用先進(jìn)國(guó)產(chǎn)設(shè)備武裝鋰電企業(yè),增加我國(guó)鋰電產(chǎn)品的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。”陳立泉如此說(shuō)道。
從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,中國(guó)鋰電池產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步依靠“學(xué)術(shù)界、工程界、產(chǎn)業(yè)界”的集成。基礎(chǔ)研究與應(yīng)用研究緊密結(jié)合,加快研究成果產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。鋰電企業(yè)應(yīng)與科研院所通力合作,高度重視國(guó)內(nèi)原始創(chuàng)新。
在演講的最后,陳立泉特別提到:“下一代鋰電池應(yīng)是全固態(tài)鋰電池。從材料研究、生產(chǎn)到應(yīng)用,再到電芯設(shè)計(jì)、制造以及設(shè)備全產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)字化。縮短研發(fā)周期,預(yù)計(jì)5年可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。”
值得一提的是,目前法國(guó)已有3000多輛采用全固態(tài)電池的電動(dòng)出租車(chē)已經(jīng)運(yùn)營(yíng)。其全固態(tài)電池的具體參數(shù)是:電芯:Li/PEO/LFP;電芯能量密度: 260Wh/kg;Pack 能量密度: 200wh/kg;工作溫度:60-80 ℃。
記者了解到,業(yè)內(nèi)對(duì)全固態(tài)鋰電池的產(chǎn)業(yè)化仍存在一定疑慮。“但是,如果現(xiàn)在還不布局全固態(tài)鋰電池,將會(huì)錯(cuò)失發(fā)展時(shí)機(jī)。”陳立泉提醒道,業(yè)內(nèi)對(duì)美國(guó)的鋰硫、鋰空電池等都有所耳聞,但其產(chǎn)業(yè)化難度會(huì)更高。其實(shí)如果業(yè)內(nèi)將全固態(tài)鋰電池問(wèn)題攻克了,再去做鋰硫、鋰空電池,相關(guān)技術(shù)難題會(huì)迎刃而解。