于清教:锂电池行业发展不能一蹴而就

来源:中国经济与信息化杂志    添加日期:2013-05-02

生意社05月02日讯

  伴随着科技发展,手机、电动车在电池的快充、高续航能力等方面提出了更高要求。

  世界各地专家纷纷推出新型电池,美国伊利诺伊大学科学家最新研制出一种超级微电池,仅需1秒时间便能完成智能手机充电,且厚度仅与信用卡相当,被认为将大幅提升目前的科技水平。

  分子纳米专家David Carroll和他的维克森林大学研究小组研发热电织物电池,该电池可将所有热力变成电力,比如人体体温、阳光和篝火等等,1平方厘米的热电织物约可提供1毫瓦电力。

  复旦大学教授吴宇平领导的课题组也推出了关于水溶液锂电池体系的最新研究成果。

  对于锂电池行业的发展,现在的市场现状究竟如何?我们遇到了哪些问题?未来方向如何走?中国经济与信息化杂志专访了中国电池网创始人、中国电池杂志社长于清教。

  中国经济与信息化杂志:目前国内锂电池现状如何?是否亟需电池革新?于清教:1985年,日本旭化成在世界上首次开发成功锂电池,1991年索尼公司作为产品把锂电池推向市场。因此,锂电池被日本媒体称之为“出生在日本的电池”。

  纵观锂电池发展的历史,到现在实际应用不过才22年的历史。锂电池的出现,使镍氢电池被边缘化了,尤其是在3C等数码消费电池的应用领域,镍氢电池已逐步退出历史舞台。反观镍氢电池的历史,不过才短短二十余年的历史,除了现在有少量领域应用之外,现在几乎难以见到镍氢电池的踪影。

  锂电池会不会步镍氢电池的后尘呢?随着新的材质(能量聚集、性价比、开采方便度等更加高效便捷)和更加科学方式被发现,那么,锂电池也就会也像镍氢电池一样,会被市场淘汰,这一市场现实和理论空间是存在的。电池革新的步伐在企业界、科学界一刻也没有停止过。

  我们国家是锂电池生产大国,但是一个锂电池生产技术被边缘化的国家。同其他产业相同,我们国家在现代技术的掌握上,还很落后。我们国家生产了世界上将近一半的锂电池,包括苹果、诺基亚甚至三星(尽管三星是世界上最大的锂电池生产企业)都在使用中国企业生产的锂电池,因为他们相对便宜。也就因此,我们成了世界上最大的锂电池生产国。

  虽然,我们生产了海量的锂电池,但我们在锂电池生产技术上却是一个落后者,核心技术都不在我们的企业手中。这也是万向集团收购美国A123的初衷,因为美国A123公司拥有世界上磷酸铁锂电池制造的核心技术。锂电池生产由四大材料组成,正极材料、负极材料、隔膜和电解液。这里面,正极材料和隔膜技术被称为是锂电池里的“高科技”,技术要求很高,而这些材料的生产核心技术,都在国外。包括锂电池组装生产技术和电池管理技术等等。就是包括电解液中的六氟磷酸锂也要大量的进口,因为我们,没有掌握核心技术。

  由此看来,无论从科技界还是企业界,我们都十分渴望能在锂电池技术上进行革新,或者另辟蹊径,开发另外一种高效能能电池,比如镁电池等,渴望能从材料上有所突破。但是我们看到,这样的进展还很缓慢。

  最近,我们国家一些科研机构也爆出了一些新技术,比如“高能量巨无霸电池”、“水锂电电池”等,都还是停留在实验室阶段的试验品,没有得到市场量产的检验,还是在自我娱乐的过程中。从实验室到市场化转变,还需要一个漫长的过程。但是,从日本传来了一个令人振奋的消息,日本的一款纯电动汽车的续航能力能够达到400公里以上,也就是说在锂电池的能量聚集上有了新的突破,这就给锂电池的纯电动汽车的应用又向前迈进了一步。

  中国经济与信息化杂志:目前锂电池的新领域在哪里?

  于清教:就目前来看,锂电池的应用从民用逐步转向工业应用,也就是从PC、电动工具等电池,向动力电池和储能电池方向发展。

  在储能方面,我们国家实际上刚刚开始,以移动基站、智能电网、太阳能分布式发电、风电等,利用锂电池来进行能量储存。这一领域在世界上也是比较新的,也给锂电市场带来了有一片光明。对于锂电池来讲,储能的市场快速发展,带来了每年50%的增长,发展速度和前景比较诱人。从国家战略来讲,储能作为应急和城市危机管理的一部分,将越来越受到重视。

  纯电动汽车也是一个发展极快的领域,尽管锂电池还存在很多问题,比如续航能力问题,安全性问题,技术还是不很成熟,但相对来讲,它的市场容量随着人们环保意识增强,还有城市环境恶化造成城市对能源污染很低的新能源的渴求,加上我国政府的不断推进,这一市场也会快速发展。我国曾做过一个规划,就是到了2015年,新能源汽车要发展到50万辆。从数据上看,这一理想化的数字现在很难实现,因为到目前为止,纯电动车的销量不过两万多辆,还差得很远。如果政府加大了推进力度,我们预想,可能到2015年,最乐观纯电车的数量可能会达到10万辆,那也是现在的五倍。也就是说,在今后两年的时间里,纯电动车的市场将会跳跃式发展,也给占纯电动车成本40%的锂电池行业发展带来契机,市场将会无限量发展。

  中国经济与信息化杂志:快充的超级微电池是否对电池革新具有重大借鉴意义?该电池的优缺点在哪里?是否可行?为什么?如果不可行(只是概念化),需要突破哪些领域的技术?

  于清教:伊利诺斯州大学科学家研制的新型微电池功率是当前锂电池的1000倍,为未来研制充电时间不到一秒的智能手机铺平了道路。研究领导人威廉-金表示:“这是一种全新的电池,将改变人们对电池的认知。这种电池的输出功率超过任何人的想象。最近几十年,电子元件的尺寸越来越小,电脑的思考用元件也越来越小,而电池技术却一直被落在后面。微技术将改变这一切。采用微技术的电池先进程度将与其他元件不相上下。”

  任何的科学发明都是可行的,也就是说,在理论上科学研究的东西都能够达到生产的条件,那么,它的运用和量产,就要看离开实验室后,在流水线作业的工厂环境下,他还能不能保障正常和高质量的进行生产,产品能够高效率生产和运用。如果能够得到保障,那么这一技术是可行的。

  到目前为止,锂电池的分类也很多,比如热炒的磷酸铁锂电池,还有钴酸锂、锰酸锂和三元材料电池,都是一个技术发展方向,究竟哪种锂电池最好,还没有定论,都各有千秋。他们在能量聚集上都有各自的优势,我们不能定论哪种锂电池就是最好的。就拿磷酸铁锂电池来讲,企业界和研究界,也不能够给他下一个绝对安全、高效的定论,可以说,锂电池技术还在探讨实验阶段,只不过,是从实验室搬到了工厂化的量产后的市场实验。

  中国经济与信息化杂志:热电织物电池和超级微电池都聚焦在电池的充电时间和续航时间上,说明了什么问题?

  于清教:这说明充电时间长和续航能力不足是锂电池的两个短板。现在不论是企业界还是研究界,抛去安全性问题不说,首先要突破的着重点,就是这两个问题。现在,锂电池充电技术已能够达到十分钟左右能够充满一辆纯电动轿车的电池的水平,但是,这一技术也被欧洲一家公司所控制,还没有在世界范围内大力推广。

  可以预测,如果充电迅速,续航能力能够大大提高,在汽车的应用上和燃油汽车相比,锂电池的市场将会不可估量。

  中国经济与信息化杂志:目前电池技术制约了电动车以及智能手机的发展,应如何寻求突破?

  于清教:锂电池的突破主要有两点:第一,安全性上的突破。我们看到许多关于锂电池出问题的报道,都是因为锂电池制造和管理过程中出现了这样那样的问题而引起的。相对来讲,智能手机的应用领域锂电池还相对成熟。安全性的问题是产品的生命,也是必须解决的。其次就是续航能力问题。就是解决一个能量储存提高的问题。现在的智能手机的锂电池也存在续航能力不够的情况,用半天就没电了,要突破就在续航能力上。纯电动汽车也一样,现在平均续航能力都在150公里左右,还没有达到和燃油汽车一次加油就能续航500公里左右的水平。如果能够达到这个水平,那么,纯电动车的市场一定会爆发,现在锂电池研究的主要方向就是解决续航能力不足上。

  中国经济与信息化杂志:您对锂电池的未来发展如何看?

  于清教:对未来的锂电池技术发展我们还是充满信心的。因为,现在还没有看到一种能够替代他的正极材料的出现。我国传统汽车产业发展路线之前一直采用跟随战略。在新能源汽车领域,是否能够摆脱跟随路线,逐步向领导者行列跨进,锂电池技术将成为关键。

  动力电池的市场发展取决于很多环节,比如性价比、安全性、稳定性、续航能力、汽车配套充换电设备的普及等等,因此任重而道远。我们不要企图用几代人完成的事业,一代人几年就全部干完,如此急功近利的浮躁心态只会让这个产业充满更多的不理性、投机。