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面对固态电池、燃料电池崛起 动力电池未来创新之路在何方?

面对固态电池、燃料电池崛起 动力电池未来创新之路在何方?

12月25日,在广东清远举行的“洞见·未来2017第七届中国新能源汽车动力电池峰会”上,来自中南大学教授唐有根、东莞塔菲尔江柯成、南开大学高学平、广东万锦科技股份有限公司王子缘、广东宏工物料自动化系统有限公司罗才华、河南义腾新能源有限公司许文德和北京赛德美资源再利用研究院有限公司赵小勇等七位专家及动力电池电芯及材料和回收的企业,围绕“新政策下动力电池未来创新之路在何方?”进行了一场头脑风暴。他们认为,面对固态电池、燃料电池崛起,动力电池未来创新之路充满想象。

创新,路在何方?

主持人:从基础研究的角度,两位来自大学的教授对创新怎么看?

南开大学高学平:我们总觉得创新应该是从不同的阶段:一个是基础研究的创新,还有一部分将来可能就要走到应用的创新,再往后就是产业化的创新,每个创新体系都不一样。将来要发展到以企业为主导的创新体系,可能更接近于产业发展的一个需求。那么,基础战略有利把这个产业链给穿起来,比如是像现代的重点发展计划,基本上是由企业大的科研机构包括高校来进行合作完成。这样就把所谓的基础研究、应用开发跟产业化需求串起来。在这种情况下,可能对推动电芯材料创新也好,电池体系也好,能够更好地规划起来,有利于推动整个产业的发展。

中南大学唐有根:现有的电池体系如何实现高能量密度,这也是科技部去年几个攻关的计划里面,高能量密度在2020年之前要实现300Wh/kg的电池。

这样的能量密度,这样的体系里面怎么改进?那就是材料。正极现在的趋势有两个:高镍、富锂锰。

再有一个是我们大家很关注的,高倍率快充,尽管很多场合不适合快充,但是快充是一个比较高的市场需求,所以在高倍率这个方面也是值得关注的。未来我们能够做到高功率的快充电池,能量密度低一点也没关系,做成有特色的也可以,这个方向国家也是在支持。

主持人:锂电池设备和材料都电池的品质保证,如何能够做到电池的创新,如何实现设备自动化?

东莞塔菲尔江柯成:创新是社会责任,应该以企业为主体,企业自发的来做这些事情。我印象很深的是,早在2009年的时候,德国博世和韩国三星就资助中科院一个科研院所从事锂硫和金属锂方面的研究工作。

所以说他们的投入是非常早的,包括今天讲得比较多的高镍材料,也是从2000年左右开始。当时日本人本来是想做纯的镍酸锂电池,发现纯的镍酸锂问题很多,然后进行了一系列的掺杂,在这个过程中,有了镍锰酸锂和三元材料的发现,但是包括松下在内,他们从来没有放弃过镍酸锂的研发。

从2000年初到2012年,特斯拉之后才知道MCA已经可以作为动力车使用了,坚持一个材料的研发超过十年,在国内可以说目前还没有一个企业有这样的眼光这样的耐心。

我们怎么跟日韩企业比拼,仅仅靠市场的体量并不是长久之计。创新意识,创新投入,包括电池回收的社会责任,应该是企业内发的、内在的,大公司要形成他们的公司文化,这些事情才可以做好,而不是像现在以补贴为指挥棒,补贴往哪里走就往哪些方向做。

广东宏工物料自动化系统有限公司罗才华:我们公司做自动化装备的,涉及到两个方面:一是电池原材料企业,我们做了一些高镍三元622材料总包线,包括做负极材料的贝特瑞,我们都为他们做过总包线了。而是做匀浆系统。包括一些高镍材料的外企比利时优美科,有些投料也是我们做的。

我们有一些装备在数字化、智能化,包括环保化,包括精度方面,跟日本、德国的水平差距很近。但是,目前我们跟国外一些客户提供的系统和国内的一些厂家的系统标准还有差别,主要还是成本方面的压力。

广东万锦科技股份有限公司王子缘:我从事动力电池灾害防控这一块,在创新创业的道路上。我从2014年跟我的博导一起搞了一个创新驱动的公司,现在已经是上了省级高新技术企业。

我个人认为,做动力电池安全是一个比较严肃的事业,因为它是关乎到人身安全,也关乎到社会安全的事情,所以我们在做这个事情的时候必须要专注,我是引用“十九大”那句话,不忘初心,牢记使命,我从2014年奠定了这个热管理,从高校项目到学院投产,到现在已经有了一轮的融资,我始终的一个观念是一定要把这个产品做到极致,一定把安全带给每个客户。

河南义腾新能源有限公司许文德:河南义腾是做电池隔膜的,我们现在就在开发适合高镍时代的产品。这就需要从设备和材料方面去考量,是不是能够达到高镍电池的需要。现在高镍622技术已经量产成形,对于隔膜又提出了全新的要求。我们不仅仅要有技术领先的湿法隔膜,要有复合隔膜生产技术。对于复合陶瓷隔膜,这些年比较热,也是解决电池高效和提升安全性的必然选择。我们也看到,许多电池厂在布局固态电池,这一趋势预示着未来市场会有革命性的变化。

北京赛德美资源再利用研究院有限公司赵小勇:怎么回收与创新,我们要从事无害化和资源化的回收。怎么样才能做到无害化到资源化?我们企业也有电池厂,还有设备厂,我们应该从源头上去进行创新。今年我们电池的尺寸国标也已经出台了,经过这一两年的博弈,当时从申报的时候有500多种,现在还有100多种,电池的规格尺寸还是太多了。太多了以后,不管从电池的设备开始到后面的回收都是很麻烦,良率也很难提高。这方面,我们建议从尺寸上面尽量压缩。

另外,从我们电池厂到车厂,他们做流动电池包和做相关工艺的时候,不光是要考虑前端使用的方便,或者是减少维护,也要考虑到后端的回收,就是再次利用和回收的方便。现在的电池包各种形状都有,没有办法做到自动化的分拣。有一些电池包有时候也没办法拆,因为本身有一些胶和粘结的方式,没办法把电池拆下来,包括做电池模组的时候都会损坏,这个时候你想用也用不了,只能把它简单地粉碎,就不能进到全封闭的设备里面了,这个时候很多方法也不能利用。所以,建议电池厂、车厂,大家从源头上面,在使用的时候也要考虑到回收,降低成本。我们很多电池厂和车厂,也开始涉足动力电池的应用和回收,是为了综合性降低成本,这就要考虑回收的方便,梯级利用的方便。从源头上面进行考虑,真正的做到从无害化到资源化的回收。

面对固态电池、燃料电池崛起 动力电池未来创新之路在何方?

电池厂和整车厂是共生关系

问:锂离子电池制造的方向应该是转向乘用车,这样动力电池企业会有更大的竞争力和发展。但是现在乘用车制造企业似乎在扶持一些中小企业跟CATL竞争和对抗,请问你们怎么看待这个事情?

江柯成:与其说是车企想要扶持电池企业,不如说是车企不得不做的选择。因为在传统汽车制造供应链里面,车厂就同一个零部件至少要3家以上的供应商。而目前这个新能源汽车,这一个电池占总成本的30%-50%,所以这么一个关键零部件,它肯定需要3家以上的供应商,而实际上目前国内所谓的大厂不超过5家。那么,高品质的供应商是不够车厂来选择的。一方面大家会发现产能好像是过剩了,但是另一方面又不断有行业黑马出现,这一种矛盾,就是现在可供车厂选择的高品质供应商还是少,车厂想要建立一个健壮的供应链,他就必须要去开发这样的一个供应商。

所以,一方面是车厂在扶持这些有潜力的中小电池厂,另一方面,与其说是扶持,不如说是车厂选择了去跟中小的车企合作。

唐有根:车厂和电池厂实际上就是一个共生的关系,它之所以要扶持电池厂是要解决一个稳定的配套,如果你没有配套,它在这个市场上也很难发展,或者是很难立足市场。不管是小电池厂,大的电池厂,大的车厂也在相互绑在一起做事情,互相搀扶。很多车厂和电池厂都在朝这个方向发展,所以这是一个趋势,是必然的。而且无论是从电池的长远发展还是车厂的长远发展,都面临一个市场的问题,作为电池厂也希望有一个固定的客户伙伴,只有它有固定、稳定的市场才能够持续的发展,这是市场必然,也是市场需求。

与日韩相比 国产电池并不落后

问:目前来说,我们国产的锂电池相比日本的松下,韩国的三星,在性能上落后半年的时间。我想请教一下,落后是因为材料的原因还是因为设备落后的工艺影响?

唐有根:从整个发展状况来看,动力电池这几年的发展速度很快,数量、质量也是有的,也在提高。我们和国际一流的企业有很多的差距,在于生产的规模,在于生产线的稳定性,说到底就是一致性,可能我们的电池差点。人家做一万个电池,一万个电池都好,我们做一万个电池,可能只有9000个好。我们现在还有很多这种企业,它的产品稳定性和三星、LG、松下差距本身并不大。

从2014年的动力电池市场启动以后,中国在动力电池行业的发展是全世界无可媲美的,中国人做的事情,优势在哪里?我们就是配套,都有独一的配套。现在国内有的设备,可以说是并不差,现在提升自动化水平、智能化的水平,都是有很大的提高。动力电池在中国一定是大有前途,而且一定会超过国际水平,我们一定是世界级的。

江柯成:我作为电池研发设计的人员,如果说电池制造有差距,是电池制造的平均水平是和日韩企业存在比较明显的差距。但是只说国内最好的电池供应商的产品和国际最好的电池供应商的产品,几乎没有什么差距。在锂电池每年的竞赛过程中,不仅仅是三星会给CATL压力,CATL同时会给三星很大的压力。每年CATL可能比三星在品质上做的高一点点,明年可能三星做的高一点点,然后再一年CATL又攀升回来。

所以,并不存在中国最好的动力电池比国际最好的动力电池差半年这么一说。

罗才华:国内正极材料、负极材料各个领先的企业都是做得很好的,不会比国外的差,很多企业产品都供给国外一流的企业,所以我们要自信,其实我觉得我们是材料厂这一块,因为我跟他们做生产线的严格程度,包括他们对工艺流程的控制,这些企业越来越严,要求越来越高,品质意识越来越强,必然会越做越强。我们设备企业遇到的问题最普遍最多,解决问题改善的空间肯定会最大。

赵小勇:在我们锂电池PACK的水平,实际上跟日韩的水平还是有差距的,他们是把技术传到台湾,然后再传到国内。动力电池的发展,跟日韩的差距很小,甚至有些已经超过了,这我们是有信心的。借助这个巨大的市场,动力电池行业在5到10年里应该是有机会完全超越日韩。

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