车用动力电池需求旺盛 梯次利用成关键

随着新能源汽车的快速发展，动力电池的需求也开始呈井喷之势。2015年我国新能源汽车产量达到37.9万辆，动力电池整体出货量达到15.7GWH，同比上年增长3倍之多。动力电池的爆发式增长已经延伸至正极、负极和隔膜、电解液等相关材料产业，以及上游锂矿资源。据统计，目前我国已经成为世界上最大的锂资源消费国。

日前，在青海召开的“锂产业-新生态”国际高峰论坛上，与会嘉宾就电池技术与锂资源回收利用展开探讨。

动力电池衡量指标远不止能量密度

中科院物理研究所研究员黄学杰指出，目前，国内非常关注动力电池能量密度，但其实有八个以上的指标需要得到关注和提高。“300瓦时/公斤应该成为电池企业的奋斗目标，但是不要成为新能源汽车的参考目标。”

据北京理工大学能源与环境材料学科首席教授吴锋介绍， 2015年我国新能源汽车产量达到37.9万辆，动力电池整体出货量达到15.7GWH，同比上年增长3倍之多。他指出，在工信部提高准入门槛后，我国动力电池产业将面临新一轮的洗牌。能量密度、安全性、寿命、成本仍然是动力电池产业发展的主要制约因素，有待材料、电池、工艺系统的创新。

中国电子科技集团第18研究所电池检测中心主任肖成伟表示，能量密度、功率密度、安全性、循环寿命、自放电、搁置寿命、快速充电、温度范围、环境友好等都是对车用动力电池的要求内容，有些方面是优势，有些方面是劣势，要针对不同的需求做产品应用开发。

在国家新能源汽车重点研发专项中，动力电池作为一个方向，大约占到25%，在六个方面对动力电池研发进行支持。第一，新材料新体系；第二，高比能锂电池；第三，高功率长寿命电池；第四，动力电池系统；第五，高比能二次电池；第六，测试评估。在中国制造2025里面，动力电池的能量密度目标是350瓦时/公斤，对应配套的新能源汽车的数量到2020年时预计要100万辆，到2025年时预计300万辆。

完善的动力电池产业链已形成

像锂空气电池、锂硫电池、全固态电池等动力电池能否实现产业化的应用，取决于技术的发展，肖成伟在演讲中指出，“从动力电池发展趋势来看，正极材料有层状结构、尖晶石结构和橄榄石型结构，其中高密度的三元材料现在是研发产业化的热点。而负极材料方面有碳材料、金属氧化物材料、合金材料，其中在合金类的材料里面的硅碳负极材料是研发的热点。”

全球角度来看，动力电池的投资力度还是处于增强的阶段，整个产业投资的平均强度可以跟着投资规模的提升呈现快速下降的趋势。从国内市场来看，目前动力电池集中于四大区域，珠三角、长三角、京津冀和中原。据了解，目前动力电池产业资金投入超过了1000亿，2015年的产能超过400亿瓦时，2015年配套电池的瓦时数超过了160亿瓦时，产值超过了400亿人民币。

在肖成伟看来，我国现在形成了一个较为完善的动力电池产业链，包括正极、负极、隔膜、电解液、生产装备和梯次利用以及资源回收。

锂动力电池梯次利用

从全球资源来看，锂资源分布较为均衡，锂资源最丰富的是南美，中国在锂资源的开发和储能方面也名列前茅，开采储量目前在全球排名第二位。青海省锂产业技术创新战略联盟理事长段东平介绍，我国总的锂资源储量是525万吨，其中盐湖锂资源储量在373万吨，矿石储量在152万吨左右。

到2015年，全国的锂资源用量已经达到了20万吨，到2017年会更多，锂资源用量的增速也将逐年提高，段东平称，碳酸锂的总需求2020年会达到46万吨左右，而产量远远达不到这一数字，锂资源的供需不均衡将导致锂产品价格大幅度上涨。

有预测表示，到2020年全球废旧锂电池的数量约为250亿只，动力锂电池的回收利用就显得尤为重要。事实上，国家非常重视动力电池回收利用，国务院在《节能与新能源汽车产业发展规划》中明确规定：“加强动力电池梯级利用和回收管理。制定动力电池回收利用管理办法，建立动力电池梯级利用和回收管理体系，明确各相关方的责任、权利和义务。引导动力电池生产企业加强对废旧电池的回收利用，鼓励发展专业化的电池回收利用企业。严格设定动力电池回收利用企业的准入条件，明确动力电池收集、存储、运输、处理、再生利用及最终处置等各环节的技术标准和管理要求。加强监管，督促相关企业提高技术水平，严格落实各项环保规定，严防重金属污染。”

中国电科院储能与电工新技术研究所高级工程师刘道坦指出，动力电池的梯次利用要考虑到电动汽车的复杂性。首先，设计与制造工艺多样，高效率电池高能量密度电池成组形式多样，应用车型使用工况多样，生产日期服役时间多样。退役汽车电池系统组件综合梯次利用，包括电池、电子器件、结构件；多结构层次梯次利用包括电池系统、电池组、电池模块、电池单体。技术路线方面，退役动力电池的检测、重组、集成应用。梯次利用应用包括移动应用、并网应用和离网应用等。检测流程方面，有预处理、基本性状全检、关键性能全检、分组抽检等。

他表示，电动汽车动力电池梯次利用技术上总体可行，动力电池梯次利用的经济性随着储能市场的发展及电池梯次利用规模化的应用，将逐渐显现。动力电池技术进步、性能的提高利于电池梯次利用。电动汽车电池相关标准化有助于其梯次利用。