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鉛酸電池遭政策施壓 鋰電應用將全面鋪開

鉅大LARGE  |  點擊量:1039次  |  2019年05月24日  

“百歲老兵”鉛酸電池的地位正遭遇“小輩”鋰離子電池的“逼宮”。

工信部2018年發布的《電動自行車安全技術規范》國家新標準規定,電動車最高時速不得超過25公里每小時;整車質量(含電池)禁超55公斤;須有腳踏騎行能力;電機功率不超過400瓦;蓄電池標稱電壓不超過48伏;不能隨意改裝車輛外觀。該標準將于2019年4月15日正式實施。

根據新國標的規定,在電動自行車中占絕對統治地位的鉛酸電池或將無法滿足技術要求,而鋰離子電池或有望替代鉛酸電池,成為電動自行車新的動力來源。

此前,北京市工商局公布了北京市第33批電動自行車產品目錄,入圍的280款電動自行車均配備為鋰電池。而此前公布的第1-32批目錄中,全部入圍的1753款電動自行車僅1款為鉛酸電池,其余均為鋰電池。

這也表明電動自行車生產商已經開始對旗下產品進行換代升級,新車型幾乎都配套了鋰電池,這將有利于提升鋰電池在電動自行車中的市場占比。

值得注意的是,除了電動自行車領域之外,鉛酸電池另一大市場陣地—鐵塔儲能也遭遇了鋰電池的挑戰。

據工信部網站消息,為解決好新能源汽車動力蓄電池回收利用問題,工業和信息化部會同有關部門于2018年組織中國鐵塔股份有限公司(以下簡稱“鐵塔公司”)等開展動力蓄電池梯次利用,發揮動力蓄電池回收利用主渠道作用,在商業模式構建、關鍵技術研發、標準規范研究及信息化平臺建設等方面加強創新。

長期以來,鐵塔公司的基站備用電源主要使用鉛酸電池,每年采購鉛酸電池約10萬噸。為此,鐵塔公司于2015年開始,陸續在12個省市3000多個基站開展梯次利用電池替換鉛酸電池試驗,充分驗證了梯次利用安全性和技術經濟性可行。

鐵塔公司加快基站梯次利用示范推廣,2018年已停止采購鉛酸電池,統一采購梯次利用電池。截至2018年底,已在全國31個省市約12萬個基站使用梯次電池約1.5GWh,替代鉛酸電池約4.5萬噸。

據鐵塔公司規劃,2019年其將繼續擴大梯次利用電池使用規模,預計應用梯次利用電池約5GWh,替換鉛酸電池約15萬噸,預計可消納退役動力蓄電池超過5萬噸。

鐵塔公司明確表示將停止采購鉛酸電池,統一采購梯次利用電池進行替換,從而規模消化車用退役動力電池,這無疑也會對鉛酸電池的市場產生極大影響。

客觀來看,短期內鉛酸電池的市場份額還不會遭受鋰電池的侵蝕,但鋰電池在各個領域替換鉛酸的發展趨勢日益明顯。但鋰電池的成本和安全性將成為其能否在上述領域實現完全替代鉛酸的最大障礙。

下面就來看看本周鋰電行業都有哪些新技術和大事件吧。

1、SK創新合作美國電池公司研發鋰金屬電池

據外媒報道,美國一家專注于研發第一款可充電鋰金屬電池的民營企業PolyPlus電池公司宣布,將與韓國最大的能源化工公司SK創新(SKI)合作,共同研發鋰金屬電池。

SK創新將投資研發PolyPlus的導電玻璃分離器,該公司正考慮對PolyPlus進行股權投資,以期在未來獲得其技術的授權。

此次合作將重點關注PolyPlus的固態鋰陽極層壓板,該層壓板可將可充電電池的能量密度和循環壽命提高一倍。最初的目標是生產和測試原型電池,以證明相對于現有的鋰離子電池,是否是因體積和重量的增加導致了能量密度和循環壽命提高。

SK創新計劃在2021年底完成對導電玻璃分離器的研究,并將其用于鋰金屬電池的研發。導電玻璃分離器是促進鋰金屬電池穩定的關鍵技術。該公司希望成功開發導電玻璃分離器,從而加速鋰金屬電池的商業化。

PolyPlus電池公司的科學家發明了一種專利工藝,可將鋰金屬與連續單片玻璃電解質結合。實驗室中的電池驗證表示,連續的單片玻璃可防止枝晶,并促進鋰金屬循環。

點評:鋰金屬電池的致命缺陷是鋰金屬電池充放電時,鋰會不均勻地聚集在電極上,這種積聚會大大縮短電池壽命,而且更重要的是,這可能會導致電池短路和起火。美國公司的方法是研發一種導電玻璃分離器,并引進SK創新的研發技術,從而防止鋰枝晶的產生,避免電池短路起火,這可能會是一種能夠取得成功的方法。

2、美國擬斥資1500萬美元鉆研鋰電池原料回收技術

據工商時報消息,鑒于全球對鋰電池原料需求不斷攀升,為了因應潛在供應短缺的風險,促使美國政府著手發展回收電池技術,通過回收電動車、手機等裝置的鋰電池,盼能取得更穩定且可靠的原料來源。

美國能源部宣布,在國家安全考量下,將斥資1500萬美元在芝加哥附近的阿貢國家實驗室展開三年的研發計劃。此研究案將結合阿貢、橡樹嶺國家實驗室、國家再生能源實驗室及數家大學之力,合作開發最新技術,冀望趕上中國在制造與回收鋰電池的實力。

美能源部旗下的能源效率和再生能源辦公室官員西蒙斯表示,美國仰賴他國供應鋰、鈷、鎳、石墨等金屬以及電池成品,實在不利于國家安全,因為這些來源國之中,有些并非親密盟友。

能源部成立的最新回收中心主任史班根柏格表示,“我們進行很多分析…如果不進行回收,我們的材料將會用盡。如果我們能從回收材料取得穩定供應源,這將大幅降低風險。”

點評:美國作為全球霸主,可以使用各種手段在全球范圍內獲得其所需的資源,鋰電池原料也不例外。事實上,當前美國的新能源汽車產業發展并不突出,本土也沒有大規模的鋰電池制造工廠,對鋰電池原料的需求并不急迫。但未雨綢繆,提前布局鋰電池原料回收并掌握該技術,也有利于美國新能源業務的發展,沒毛病。

3、美國普渡大學研發續航5000公里新型電池

據外媒報道,美國普渡大學研究人員研發出一項新型電動汽車技術,該技術結合了電池和氫能,能量密度非常高,只需要快速補充電池液就可讓乘用車續航里程達到5000公里以上。

該技術使用專利的“液流”系統,通過單電池液產生電力,為電動汽車提供動力,并且可根據需要產生氫能。目前,位于印第安納波利斯的普渡大學正使用高爾夫球車,對該技術進行測試。

普渡大學地球、大氣和行星科學杰出教授以及數學教授JohnCushman表示,單電池液系統可實現更大的能量密度,也意味著可為電動汽車提供更輕、但是續航里程更長的電池,并可使液流電池成為電動汽車動力的有力競爭者。

此外,該新技術產生的氫氣可以以更低的壓力進行存儲。目前,該系統已經在小型摩托車和高爾夫球車上進行了測試,基于該技術正在進一步發展,研究人員認為其可讓電動汽車續航里程達到3000至3600英里(約合4800至5800公里)。

唯一的要求就是駕駛員在行駛到480公里左右時,需要停下來更換電池液,就像給汽車加油一樣,無需像給鋰離子電池電動汽車充電45分鐘一樣麻煩。事實上,該系統有可能會被改造成現有的加油站配液器。

點評:先不說該電池技術可不可行,一次充電續航5000公里有沒有必要呢?事實上,當前電動汽車一次充電續航能夠達到500公里就基本可以和燃油車媲美,達到600公里以上就可以完全解決里程焦慮問題,再加上充電樁網絡和快充技術完善,鋰離子電池在電動汽車上還有相當長的應用周期。不過如果該電池技術真的能夠研發成功,哪怕實際續航只有宣傳的十分之一,其作用和意義也非常不凡。

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