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动力电池市场杀出个“程咬金” 国内10大动力电池厂怎么看?

发布时间: 2015-09-01 09:38:01    来源: 高工锂电网
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[摘要]在近日GGII推出的2015年二季度锂电池产值TOP10名单出炉中,以生产快充型动力电池为主营业务的微宏动力因产品销量快速增长而首次进入该榜单,引发业内的极大关注。

  中国科学院物理研究所教授黄学杰认为,采用二氧化钛纳米管让电池实现快充、循环寿命长,原理与钛酸锂相近,但其性能却不会比钛酸锂(二氧化钛和碳酸锂的烧结产物)更好。二氧化钛本身的电化学性能很差,通过将二氧化钛纳米化,甚至使其成为空心的纳米管,方便锂离子嵌入和脱嵌,从而改善其性能,并达到能够做电池负极的程度,在理论上可行。

  不过,二氧化钛纳米管的商业化应用非常难。虽然不少媒体报道钛储量丰富、成本低廉,但将其做成纳米管的批量化生产技术太难、在工艺上所花代价大。

  而相对“接地气”的快充型动力电池之一,属在上海11路示范线运营的奥威超级电容公交车所用电池,循环寿命长达几十万次。近日上海11路超级电容公交车发生的火灾事件将其推至舆论的风口浪尖,所幸调查结果显示与超级电容系统无关。但超级电容还是无法掩藏“能量密度过低”(只有动力锂电池的十分之一)的这一致命缺点。

  “奥威超级动容公交车能够用在上海11路示范线上,是靠关系的。”一名业内人士向高工锂电透露,其实承载电量极少的超级电容更适合用于轻混车,在车辆爬坡时临时辅助或在刹车时回收能量。

  事实上,市场应用相对较广的快充型动力电池属微宏动力、安徽天康等批量生产的钛酸锂电池。其已经成功应用于电动公交,是目前快充型动力电池中表现最好的一款电池。

  当前不少动力电池厂商正尝试或已推出新的快充型动力电池:中兴派能总经理袁巍正在思考如何让公司的低温高功率动力电池更好地实现快充;微宏动力推出新一代的多元复合锂电池,可在10-15分钟内充满电,能量密度比钛酸锂提高近50%,循环寿命达10000次;盟固利开发出锰系三元体系功率型动力电池,可实现2分钟瞬时快充。

  各种快充型动力电池“争奇斗艳”,令人眼花缭乱。值得注意的是,各企业采用的快充解决方案有所不同,负极材料除采用常见的钛酸锂外,还有采用多孔复合碳、硬碳甚至是普通的负极材料石墨等(动力电池能否快充、快充时间的长短主要取决于负极材料,也跟电池结构、其他材料等有关系),都希望尽量地让快充型动力电池的能量密度更高一些、成本再低一点、快充能力更强,以期在市场上独具优势。

  但不可否认的是,在很多业内人士看来,快充型动力电池几乎都存在一定“缺陷”,要么能量密度比常规动力电池低、单体电芯成本相对要高,要么还没达到更好的快充程度(如常规的石墨体系电池)。未来快充型动力电池能否克服这些“缺陷”,达到各方面性能优异、又能保持快充特性,在现有的锂电池体系下很有难度。

  天津力神动力电池开发部总监张娜表示:“如今应用终端对动力电池能量密度的要求越来越高,在此背景下再要求提高其倍率性能的技术难度极大。比如目前常规的石墨体系电池大概可以做到1小时充满电,当然也可以运用相关技术做到充电时间在10分钟左右,只是其能量密度就会降低。”

  中天储能CTO靳承铀补充说道,即便石墨体系电池可实现快充,但其在北方寒冷地区(冬天气温常在零下20度)也很难推广。

  从技术角度来看,动力电池能量密度和倍率难以兼得的原因是:如果做能量型动力电池,那么在单位重量或单位体积里,装进越多的锂离子活性基团就越好。所以制备动力电池时应让提供能量的材料(即正负极材料)占的比重多些,而让不提供能量又必要的材料(如集流体、电解液、隔膜等)所占比重少一些。具体方法是尽量把集流体、隔膜等弄得薄一些,极片涂厚些并压得厚实一点。这种方法制备的动力电池肯定会损失快充特性。

  而想要动力电池能够快充,必须保证其内阻小。那么其讲究的不是在单位重量或单位体积里装更多的锂离子活性基团,而是在电池电压达到一定值时,电流也能够最大(与倍率性能直接相关是在一瞬间通过一串电池电流的强度)。此时动力电池的制备导向就完全不一样,应考虑如何增强极片的锂电子导电能力,对电解液要求更高,让隔膜通透性更好,同时还能保证其不长锂枝晶。

  不过,沃特玛副总经理耿德先却有着自己不同的看法:“常规的石墨体系电池对快充的确有一定局限性,但每个动力电池厂商会有自己的解决方案。现在的电池技术进步很快,以月为单位在发展。未来动力电池的能量密度和倍率性能可以兼得。”

  耿德先的观点也不无道理。也许在现有的锂离子电池体系下,材料都是较为确定的,动力电池能量密度和倍率性能只能是微调,而不能同时大幅度提高;如果在电芯制备技术和材料选择方面都有所突破,那么同时提高动力电池能量密度和倍率性能也存在可能性。

  客观来看,倍率性能(即充放电速度)、能量密度、寿命、安全性、价格等是衡量动力电池最重要的五个指标。目前这些指标都固定在比较稳定的雷达图里面,提高任何一个指标,其他的指标相对来说都会受到损失。不仅快充型动力电池是如此,慢充型动力电池又何尝不是?所以单论快充型动力电池的弊端不免有些片面。

  当前锂电池业内人士不妨多思考如何突破传统的锂电池体系,满足实际产业更替积累的水平需要,以应对各种新兴技术电池所带来的威胁。

  快充动力电池只存在于小众市场?

  GGII调研数据显示,当前快充型动力电池占总体市场份额不到5%。近年来其投放市场的总量在增大,但增长速度不及常规动力电池,所以市占率始终不大。如今正值动力电池爆发之际,加入快充型动力电池阵营的动力电池厂商增多,GGII分析师预计在2015年快充动力电池的市占率会有所上升。

  这是否意味着未来快充型动力电池会逐步挤占常规动力电池的市场份额,甚至成为电动汽车行业应用的主流动力电池?对此,有人肯定,也有人说不可能。

  GGII调研发现,看好快充型动力电池市场前景的动力电池厂商,目前已经有产品或即将有产品会投放到市场,而对其市场前景感觉不太乐观的,并没有实际产品投放。CATL、力神、国轩、万向、中航锂电、中天储能等国内知名动力电池厂都表示在关注或者有投入研发快充型动力电池,至于会否推出产品则不确定或在静待时机。

  对市场的分析判断不同,行为表现自然不一样。面对百花齐放的锂电池技术路线和瞬息万变的市场,未来孰胜孰负,的确不好直接下定论。不过,从双方就市场需求、成本、充电桩和电网建设、政策等几方面的激烈辩论中,业内人士或许可以一窥端倪。

  首先,一方认为快充是终端用户的必然需求,应竭尽全力满足;另一方则认为终端用户会衡量快充的利弊,不是说主观上想要就会有需求。

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