4月15日,由山东枣庄国家高新技术产业开发区、电池网,联合举办的“2021第二届下一代电池技术与市场应用研讨会”在枣庄拉开帷幕。会议云集了全国100多位锂电产业的知名技术专家和企业代表,就下一代电池的技术疑点、难点、解决方案,及量产应用、产业投资等话题,展开了一场深入探讨。

锂电池,固态电池,燃料电池,2021研讨会

2021第二(er)届下一代电池技术与市场(chang)应用研讨会现场(chang)

全球新能源汽车动力电池的(de)市场高地,显然已被(bei)中国占领(ling)。

根据研究(jiu)机(ji)构EVTank联(lian)合中(zhong)国电池(chi)产业(ye)研究(jiu)院共同(tong)发布的《中(zhong)国锂离子(zi)电池(chi)行(xing)业(ye)发展(zhan)白皮书(2021年(nian))》数据显(xian)示,2020年(nian),全(quan)球锂离子(zi)电池(chi)出货量达到(dao)294.5GWh,其中(zhong),中(zhong)国市场为158.5GWh,占(zhan)全(quan)球总(zong)量的53.8%。

细分(fen)到(dao)新能(neng)源汽车(che)动力电(dian)池(chi)(chi),2020年,全球车(che)用动力电(dian)池(chi)(chi)(EV Lib)出货(huo)量(liang)为158.2GWh。其中,中国市场(chang)车(che)用动力电(dian)池(chi)(chi)(EV Lib)出货(huo)量(liang)为84.5GWh,占(zhan)全球车(che)用动力电(dian)池(chi)(chi)的53.4%。

市(shi)(shi)场(chang)需求正在(zai)(zai)形成井喷态势,尤其在(zai)(zai)中国市(shi)(shi)场(chang),随着(zhe)近十年(nian)(nian)来新能(neng)源汽车(che)(che)产(chan)(chan)业(ye)的(de)快速(su)发展,国家政策导(dao)向更(geng)加清晰。2020年(nian)(nian)10月(yue),国务(wu)院办公厅印发《新能(neng)源汽车(che)(che)产(chan)(chan)业(ye)发展规划(2021-2035年(nian)(nian))》,明确(que)要(yao)求2025年(nian)(nian)新能(neng)源汽车(che)(che)销售(shou)市(shi)(shi)场(chang)规模(mo)占比达到20%左右,2035年(nian)(nian)纯电动汽车(che)(che)成为新销售(shou)车(che)(che)辆的(de)主流。

在(zai)政(zheng)策和市(shi)场(chang)的(de)双重助推下(xia),车用动(dong)力电(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)的(de)发展(zhan)迎来(lai)又(you)一(yi)拨高歌猛进的(de)浪潮。目前,液态锂(li)离子(zi)电(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)的(de)市(shi)场(chang)应用和技术发展(zhan)均已趋于成熟。而市(shi)场(chang)显然无法(fa)满足于此,对更高效能、更安(an)全、更经(jing)济性的(de)动(dong)力电(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)的(de)追求,已吸引大批相(xiang)关企事业单位、科(ke)研机构,以及地方(fang)政(zheng)府,向固态电(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)、氢燃料(liao)电(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)、锂(li)硫电(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)、锂(li)空气(qi)电(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)、锌电(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)等下(xia)一(yi)代电(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi),不断探(tan)索。

2021年(nian)4月15日,由山东枣庄国家高新技(ji)术产(chan)业开(kai)发(fa)区、电(dian)池网,联合举办的“2021第二届下一代电(dian)池技(ji)术与市(shi)场应用(yong)研讨会”在枣庄拉开(kai)帷幕。

会议(yi)云集了全国100多位锂电(dian)产(chan)业(ye)的知名技术专家和(he)企业(ye)代表,就下(xia)一(yi)代电(dian)池的技术疑点、难点、解决方案,及量产(chan)应用、产(chan)业(ye)投资等话题(ti),展开(kai)了一(yi)场(chang)深入探讨。

液态电池(chi)将(jiang)被(bei)抛弃?固态电池(chi)时代全(quan)面(mian)来临?

经(jing)过近十年快速(su)发展,目(mu)前(qian),液(ye)态锂(li)(li)离子电池(chi)已经(jing)成为(wei)全球车用动力电池(chi)首选(xuan)。同时,锂(li)(li)离子电池(chi)在成本和(he)能(neng)(neng)量(liang)密(mi)度上均实现了(le)大幅度改善,十年来(lai),能(neng)(neng)量(liang)密(mi)度提升了(le)近3倍,价格下降了(le)85%。

但是,宁德万和(he)投资集(ji)团有限(xian)公司投资部总监(jian)喻军认为,液态(tai)电池的特(te)(te)征,有其无法达(da)到本征安全(quan)的天(tian)然缺陷,和(he)终究难再提升的能量效率门槛。这些(xie)劣势,终将使(shi)得液态(tai)电池被(bei)市场抛弃,进而(er)被(bei)兼顾高能量密度和(he)高安全(quan)性的固(gu)态(tai)电池所取代,尤其是具(ju)备本征安全(quan)特(te)(te)征的全(quan)固(gu)态(tai)电池。

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宁德万和投(tou)资(zi)集团有(you)限公司投(tou)资(zi)部总(zong)监喻军

且这一时间不(bu)会(hui)太远(yuan),喻军(jun)预(yu)测(ce)5年内将实现液(ye)态电(dian)池(chi)(chi)到(dao)全固(gu)态电(dian)池(chi)(chi)的(de)过渡和替代(dai)。公开(kai)数据显示,目前,包括宁德时代(dai)在(zai)内,全球(qiu)已(yi)有40多家固(gu)态电(dian)池(chi)(chi)生(sheng)产厂(chang)家。

从市场(chang)反应(ying)来看,今年(nian)以来,固(gu)态(tai)电(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)的(de)呼声和(he)热度确实正在(zai)升高。1月(yue)(yue)(yue)9日(ri),蔚来在(zai)Nio Day上(shang)(shang)公布总(zong)能量150kWh的(de)固(gu)态(tai)电(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi),并宣称将(jiang)于2022年(nian)量产。3月(yue)(yue)(yue)15日(ri),大众(zhong)汽车在(zai)其首(shou)届“Power Day”上(shang)(shang)表示,未来汽车动力电(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)的(de)终极(ji)形态(tai)将(jiang)是固(gu)态(tai)电(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)。3月(yue)(yue)(yue)31日(ri),固(gu)态(tai)电(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)生产企业(ye)辉能科技(ji)被传出将(jiang)在(zai)今年(nian)上(shang)(shang)市。4月(yue)(yue)(yue)9日(ri),赣锋锂业(ye)宣布拟投资22亿元建设高比能固(gu)态(tai)电(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)超薄锂负极(ji)材料项(xiang)目。4月(yue)(yue)(yue)14日(ri),蜂巢能源(yuan)与中科院共建固(gu)态(tai)电(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)技(ji)术研究中心(xin)。 

可以(yi)看(kan)到,车(che)企、电(dian)池厂商(shang)以(yi)及原材料(liao)供应商(shang)、科(ke)研(yan)机构等,纷纷下场(chang)开始(shi)布局(ju)固(gu)态电(dian)池市场(chang)和技(ji)术(shu)领(ling)域(yu),固(gu)态电(dian)池的(de)序幕已经开启。

固态(tai)电(dian)池将迅速取代液态(tai)电(dian)池吗?

中国电(dian)池(chi)产业研究院(yuan)院(yuan)长吴(wu)辉对此并不认(ren)(ren)同(tong)。吴(wu)辉认(ren)(ren)为,液态(tai)锂离子电(dian)池(chi)走过(guo)了(le)(le)数十(shi)年发(fa)展之路(lu),尤其是(shi)经(jing)过(guo)了(le)(le)近十(shi)年的(de)(de)完善和提升(sheng),达到了(le)(le)目前能(neng)效和经(jing)济(ji)性的(de)(de)最佳状态(tai)。尽管依(yi)然存在(zai)能(neng)量密度与安全性等(deng)方面(mian)的(de)(de)诸多问(wen)题(ti),但在(zai)市场应(ying)用方面(mian),液态(tai)电(dian)池(chi)是(shi)最具经(jing)济(ji)性的(de)(de)选(xuan)择,而经(jing)济(ji)性决定了(le)(le)产品规模化(hua)量产的(de)(de)程度。

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伊维(wei)经济研究院研究部总经理、中国电池产业研究院院长吴辉

固(gu)(gu)(gu)态电(dian)(dian)池(chi)虽然理(li)论上安全性和(he)能(neng)量密度都有优(you)势,但目(mu)前存(cun)在很多技术(shu)(shu)问题(ti)尚未解(jie)(jie)决。最突出的(de)是固(gu)(gu)(gu)态电(dian)(dian)解(jie)(jie)质和(he)电(dian)(dian)极之间的(de)界(jie)(jie)面问题(ti),导致(zhi)电(dian)(dian)导率低,界(jie)(jie)面阻抗大。而(er)产品(pin)商业化的(de)首要(yao)条(tiao)件是要(yao)解(jie)(jie)决技术(shu)(shu)瓶颈(jing),固(gu)(gu)(gu)态电(dian)(dian)池(chi)目(mu)前面临的(de)技术(shu)(shu)瓶颈(jing)还(hai)需(xu)要(yao)时日以待解(jie)(jie)决。

另外,固(gu)态电(dian)池的(de)优势就是利(li)用固(gu)态电(dian)解质的(de)稳定(ding)性,来提升电(dian)压或者负(fu)极(ji)更(geng)活泼的(de)金属锂负(fu)极(ji)。但(dan)如果还(hai)存在(zai)电(dian)解液,也就是半固(gu)态电(dian)池,就不可能(neng)使用金属锂,高能(neng)量(liang)密度也就无(wu)法(fa)实现。

这一(yi)点来看(kan)(kan),看(kan)(kan)似完美解决(jue)方(fang)案(an)的(de)半固(gu)态(tai)电(dian)(dian)(dian)池也并(bing)非具备(bei)(bei)比现有液态(tai)锂离子(zi)电(dian)(dian)(dian)池强得多(duo)的(de)优势,尤其是在不具备(bei)(bei)经济性的(de)前提下,半固(gu)态(tai)电(dian)(dian)(dian)池只能算(suan)是一(yi)种过渡方(fang)案(an)。且目前来看(kan)(kan),这一(yi)过渡方(fang)案(an)并(bing)未(wei)具备(bei)(bei)大批量商业化的(de)前提和(he)优势。

归根结底,固态(tai)电池(chi)能(neng)否迅速取代液态(tai)电池(chi),成为车用动力电池(chi)的主角,在于其技术瓶颈的突破。

氢燃料电池会大规模(mo)应用于汽车(che)领域吗(ma)?

除(chu)了固态电池(chi),另一个处于风(feng)口浪尖的(de)则是(shi)氢燃(ran)料(liao)电池(chi)。眼下,氢燃(ran)料(liao)电池(chi)的(de)全球(qiu)商业化进(jin)程正在加(jia)速。

在(zai)(zai)中(zhong)国,“以奖(jiang)代(dai)(dai)补”的(de)氢(qing)燃料(liao)电池(chi)汽(qi)车示范应用时代(dai)(dai)已开启,从(cong)国家层(ceng)面到(dao)各(ge)级地(di)方政府(fu)的(de)政策“红包”频频发(fa)出,对于氢(qing)能产业(ye)的(de)扶持力(li)度不断加强。同样在(zai)(zai)国务(wu)院办公厅印发(fa)的(de)《新能源汽(qi)车产业(ye)发(fa)展规划(2021-2035年)》中(zhong),明(ming)确提(ti)出到(dao)2035年,燃料(liao)电池(chi)汽(qi)车实现商业(ye)化应用的(de)目标。

政(zheng)策加持下,上燃(ran)动力、亿华(hua)通(tong)、东方(fang)电气、上汽集(ji)团(tuan)、雄韬股份等在氢(qing)燃(ran)料电池(chi)领域深耕多年的企(qi)业领衔,潍(wei)柴(chai)动力、中化集(ji)团(tuan)、宝(bao)武集(ji)团(tuan)、国(guo)家(jia)能源集(ji)团(tuan)、华(hua)能集(ji)团(tuan)、国(guo)家(jia)电投集(ji)团(tuan)、三(san)峡(xia)集(ji)团(tuan)、中核(he)(he)集(ji)团(tuan)、中广核(he)(he)集(ji)团(tuan)等能源巨头,也在加速布局氢(qing)能业务。

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国家(jia)新(xin)能源汽车创(chuang)新(xin)科技中(zhong)心(xin)总经理原诚寅

此外,中石化(hua)、中石油(you)、中海油(you)等国家能(neng)源企业,也在逐渐(jian)主导加氢站建设。其中,中石化(hua)规划“十四五(wu)”期间布局1000座加氢站或油(you)氢合建站。

事实(shi)上,氢能的(de)(de)应用(yong)由(you)来已久,最早应用(yong)于(yu)航(hang)天航(hang)空(kong)领域。氢能作为燃料电池应用(yong)于(yu)汽(qi)车(che),也(ye)已历(li)经了韩日(ri)主(zhu)流(liu)车(che)企(qi)半个世纪的(de)(de)研究。总的(de)(de)来说,氢燃料电池车(che)已经走过了可行性和可靠性验证阶段,目前正处(chu)于(yu)市场导(dao)入阶段。

国(guo)家新(xin)能(neng)源汽车(che)创新(xin)科技(ji)中(zhong)心(xin)总经理原诚寅认为(wei),随(sui)着国(guo)家政策的(de)引导和燃料电池技(ji)术(shu)的(de)发展,我国(guo)已(yi)逐(zhu)渐形成了以车(che)企为(wei)载体(ti)的(de)京津冀/华东/华南/华中(zhong)等多个区(qu)域(yu)产业集群。

但受限于氢(qing)(qing)气制、储、运等环节相关法(fa)(fa)律法(fa)(fa)规的掣(che)肘,氢(qing)(qing)燃料电池(chi)车(che)目前依然只是少量(liang)应(ying)用于商用车(che)领(ling)域。一方(fang)面,国内氢(qing)(qing)燃料电池(chi)在膜电极(ji)、双极(ji)板等核(he)心(xin)配件的技术,较国外领(ling)先(xian)水平还存在3-5年的差距。氢(qing)(qing)燃料电池(chi)车(che)真正大(da)规模上量(liang),预计将在2030年以后。

广东省武理工(gong)氢(qing)能产业(ye)技术研究院执行(xing)院长张(zhang)锐明(ming)则认(ren)为,目前我国燃料电池产业(ye)刚刚由(you)技术开发(fa)阶(jie)(jie)段进(jin)入到(dao)市场导入阶(jie)(jie)段,燃料电池电堆及系统初(chu)步满足(zu)商(shang)用车需求,部(bu)分性能追赶国际水(shui)平(ping),但在工(gong)程设计与(yu)验证能力、关(guan)键零(ling)部(bu)件制造水(shui)平(ping)等方面仍存在一些明(ming)显差距(ju)。同时,产业(ye)链不完善,材(cai)料差距(ju)较(jiao)大,相关(guan)标(biao)准、法规及测(ce)试手段仍滞后也制约(yue)着我国氢(qing)能产业(ye)的(de)发(fa)展。

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广东省(sheng)武理(li)工氢能产业技术研究院(yuan)执行院(yuan)长(zhang)张锐(rui)明

氢燃料(liao)电池(chi)规模化应用之路要(yao)(yao)想走得(de)稳,几个条件必(bi)不可缺:一(yi)是要(yao)(yao)掌(zhang)握核心(xin)技术,要(yao)(yao)占据产业(ye)(ye)制(zhi)高(gao)点(dian);同(tong)时,国(guo)家政策对于氢燃料(liao)电池(chi)车的(de)引导和(he)推动力度有多(duo)大,也将直接决定氢燃料(liao)电池(chi)车的(de)商(shang)业(ye)(ye)化道路走多(duo)远(yuan)。而地(di)方政府因地(di)制(zhi)宜,发挥当地(di)优势形成产业(ye)(ye)集群,是提升(sheng)各(ge)地(di)氢能产业(ye)(ye)商(shang)业(ye)(ye)竞争(zheng)力的(de)重(zhong)要(yao)(yao)因素。

下一代(dai)电池的(de)话题宏大(da)而(er)深远,而(er)在(zai)资(zi)本(ben)竞相追逐、企业纷(fen)纷(fen)入(ru)场的(de)新能源道路(lu)上,看似(si)鲜花(hua)怒放蜜糖流淌,实则荆(jing)棘满(man)地(di),充(chong)满(man)了竞争的(de)精(jing)彩和(he)时间的(de)考(kao)验。

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附:枣(zao)庄市(shi)(shi)是(shi)鲁(lu)南经(jing)(jing)济带和淮海(hai)经(jing)(jing)济区最(zui)具活(huo)力、最(zui)富潜力的(de)城市(shi)(shi)之一,位于北京、上海(hai)的(de)中心(xin)点,苏鲁(lu)豫(yu)皖四省交界处,具有良好(hao)的(de)交通优势(shi),可(ke)实现企业(ye)(ye)(ye)价(jia)值与区域资源的(de)最(zui)优空间(jian)耦(ou)合。今年(nian),枣(zao)庄市(shi)(shi)委、市(shi)(shi)政府(fu)提(ti)出(chu)了(le)“工业(ye)(ye)(ye)强市(shi)(shi)、产(chan)业(ye)(ye)(ye)兴市(shi)(shi)”发(fa)(fa)展(zhan)战略,提(ti)出(chu)打(da)造全国重要的(de)锂(li)电(dian)产(chan)业(ye)(ye)(ye)基地目标,加(jia)快壮大国家锂(li)电(dian)池(chi)质(zhi)检(jian)中心(xin)、中财锂(li)模总部经(jing)(jing)济,支(zhi)持航(hang)天科工、天瀚新(xin)(xin)(xin)能源等企业(ye)(ye)(ye)做大做强的(de)“123”发(fa)(fa)展(zhan)发(fa)(fa)展(zhan)规划(hua)。目前,枣(zao)庄高新(xin)(xin)(xin)区正加(jia)速推动锂(li)电(dian)龙头(tou)产(chan)业(ye)(ye)(ye)强势(shi)崛起,不断(duan)补链、强链、延(yan)链,加(jia)快树立枣(zao)庄高新(xin)(xin)(xin)区锂(li)电(dian)品(pin)牌,为锂(li)电(dian)产(chan)业(ye)(ye)(ye)落(luo)地提(ti)供(gong)了(le)良好(hao)的(de)发(fa)(fa)展(zhan)环(huan)境(jing)。

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