新能源發(fā)展迅速,但是受制于其隨機、波動、無法儲存的特性,導致新能源棄風、棄光現(xiàn)象尤為嚴重。新能源汽車同樣受制于儲能電池的局限,不能大面積的推廣和應用。儲能因此被認為是新能源發(fā)展“最后一公里”的待解難題,牽動著新能源未來更多的發(fā)展可能。
6月11日,在中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應用分會與央視聯(lián)合推出的對話欄目——《新能源的最后一公里》中,鈦酸鋰電池技術應用的討論引起了業(yè)界高度關注。
鈦酸鋰電池技術憑借超高安全性、超長壽命、高低溫工作范圍寬、高功率、低成本以及綠色環(huán)保等優(yōu)勢,成為近年來電池行業(yè)熱點之一,已成功應用于汽車及儲能等行業(yè),如純電動大巴、張北的風光儲示范站及深圳寶清儲能電站。
目前,在鈦酸鋰材料研究及其產(chǎn)業(yè)化方面,國際上比較領先的有美國奧鈦納米科技公司、日本石原產(chǎn)業(yè)株式會社、英國莊信萬豐公司等。在國內(nèi)主要有成都興能新材料股份有限公司、珠海銀隆新能源有限公司、湖州微宏動力有限公司、深圳貝特瑞新能源材料股份有限公司、湖南杉杉新材料有限公司以及安徽天康公司等。
成都興能新材料股份有限公司(以下簡稱“興能集團”),成立于2008年,注冊地點是成都市高新技術產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)。集團主要業(yè)務是新能源礦產(chǎn)資源的投資開發(fā),鋰電材料和電芯的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售,系統(tǒng)集成及行業(yè)服務。
興能集團以豐富的、高品質(zhì)的鋰礦資源為基礎,堅持走自主研發(fā),掌握核心技術的道路,充分把握鋰電池領域獨特的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢,全力打造鋰鹽及電池正、負極材料、動力電池和儲能電池生產(chǎn)為一體的完整的鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈。
9月6日,由中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應用分會,中國電工技術學會電池專業(yè)委員會與中國儲能網(wǎng)聯(lián)合組織的2017年度第二期全國儲能產(chǎn)業(yè)巡回調(diào)研團走進興能集團。來自中國能建集團江蘇電力設計院、威盛集團、華夏幸福、中國能建集團廣東電力設計院、中國能建集團西南設計院、南瑞繼保公司等單位也參與了本次調(diào)研。
興能集團總裁蔣文春、副總裁尚鵬、營銷副總監(jiān)奚銀等高層主管領導接待了來訪的調(diào)研團,雙方就儲能產(chǎn)業(yè)的技術、市場、政策等方面進行了深入交流。
產(chǎn)研結(jié)合,打造完整鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈
蔣文春表示,興能集團已經(jīng)成為了新能源領域(國內(nèi))從礦山→鋰礦資源→電池級鋰鹽→鋰電池正、負極材料→鋰電池產(chǎn)品的完整鈦酸鋰產(chǎn)業(yè)鏈的產(chǎn)研領先公司。
研發(fā)方面:
興能集團通過與中國科學院成都有機化學所、電子科技大學、西南交通大學、西南石油大學等院校研究機構合作,建設了一支專業(yè)化、高科技人才研究團隊,從鋰資源開發(fā)直至鋰電池產(chǎn)品的研發(fā)和技術更新。
礦產(chǎn)方面:
依靠公司所有的上游鋰礦與鈦礦資源,興能集團實現(xiàn)了從原礦到最終材料的協(xié)同生產(chǎn),并最終實現(xiàn)鈦酸鋰產(chǎn)品的性能提升和成本降低,避免原料市場波動帶來的影響。
原材料方面:
興能集團率先開發(fā)出高電位鋰電池正極材料鎳錳酸鋰、高安全負極材料鈦酸鋰及鈦酸鋰電池等系列產(chǎn)品,是目前世界上最新一代鋰電池及鋰電池正、負極材料。
鎳錳酸鋰(化學式:LiNi0.5Mn1.5O4),尖晶石結(jié)構正極材料,理論克容量146.7mAh/g,實際克容量130mAh/g,電壓平臺高達4.7V,是新一代高能量密度鋰離子電池正極材料??膳c鈦酸鋰負極匹配成新型鋰離子電池,電池特點是高安全、長壽命、可快充(6分鐘完成充電),比能量≥140Wh/kg,輸出電壓3.2V,適用于3C以上快充電池領域。
鈦酸鋰(化學式:Li4Ti5O12),尖晶石結(jié)構負極材料,理論克容量175mAh/g,實際克容量≥165mAh/g,電壓平臺1.55V,是具有“零應變”特征的新一代高安全、長壽命、可快充鋰離子電池負極材料。
同時,興能集團還可以提供電池級氫氧化鋰(LiOH·H2O),電池級碳酸鋰(Li2CO3),高純級碳酸鋰(Li2CO3)等產(chǎn)品。
蔣文春指出,通過鈦酸鋰與三元材料或錳酸鋰正極匹配成新型鋰離子電池,電池特點為高安全、長壽命、寬溫域、可快充(10分鐘完成充電),比能量90Wh/kg,額定電壓2.3V,且使用壽命長達30年以上。適應于純電動的公交大巴、固定路線的物流車、機場擺渡大巴、擺渡船、重型作業(yè)設備、不間斷運行設備及裝載啟停系統(tǒng)的混合動力轎車。目前,公司針對儲能市場專門研發(fā)了能量密度在105~110Wh/Kg的鈦酸鋰電芯,倍率性能比用在公交領域的略低,但提高了能量密度,成本也低了。
電芯方面:
興能集團在該領域作出的一系列研究工作,取得了不錯的進展,研發(fā)生產(chǎn)產(chǎn)品包括,主打高倍率性能的3Ah鋁殼電芯,可廣泛用于汽車啟停電源、電動叉車、大功率牽引車等領域;主打超低溫性能的20Ah鋁殼電芯,主要應用于軍工低溫啟動及對低溫性能要求較高的民用領域;主打高溫性能及長壽命優(yōu)勢的26Ah軟包電芯,主要應用于純電動公交,軍工儲能等領域;主打高、低溫性能、高倍率、長壽命、產(chǎn)品一致性等綜合優(yōu)勢的35Ah鋁殼電芯,主要應用于純電動公交、啟停電源、軍工儲能等領域。
電源方面
興能集團生產(chǎn)的大功率后備式UPS系統(tǒng),主要用于為特定場所的關鍵設備提供不間斷備用電源保障,保證設備不失電不重啟數(shù)據(jù)不丟失及平穩(wěn)運行,電源平時供電采用市電供電,一旦交流停電,則由鈦酸鋰電池組經(jīng)逆變器給負載供電。
公司生產(chǎn)的大倍率啟動電源,該電源系統(tǒng)由1個電池箱和1個配電箱組成,內(nèi)包含電池管理系統(tǒng)、充電繼電器、霍爾傳感器和輸入輸出接口。電池管理系統(tǒng)會依據(jù)電池的參數(shù)配置對電池組進行充放電管理,以保證電池的安全運行。
此外,蔣文春表示,公司可以根據(jù)市場和客戶需求,提供各種規(guī)格的定制化、高安全、快充電、全天候、長壽命、低成本的智能化、模塊化的鋰離子動力和儲能電源。
力圖創(chuàng)新,在儲能市場拓疆開土
據(jù)中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會統(tǒng)計,2016年44家動力鋰離子電池企業(yè)共生產(chǎn)各類動力鋰離子電池466.68億瓦時,銷售433.54億瓦時,實現(xiàn)銷售收入786.31億元。其中,銷售鈦酸鋰電池8.93億瓦時,占比2%。
蔣文春指出,目前鈦酸鋰電池在動力鋰離子電池占比還很小,但是鈦酸鋰電池具有適用于大電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻的特性,隨著未來電網(wǎng)儲能服務市場的崛起,鈦酸理電池技術在儲能領域有較大應用前景。興能集團高度重視鈦酸鋰儲能業(yè)務的發(fā)展,目前正在有序規(guī)劃儲能示范項目建設。
中國科學院電工研究所陳永翀教授指出,興能集團在與科研機構合作上下了很大功夫,也為公司技術積累打下了堅實基礎。要憑借鈦酸鋰長壽命、高安全、寬溫域、快充電的優(yōu)勢彌補投資短板,對不同工況下的應用需求做好儲能系統(tǒng)研發(fā)工作。同時提出希望儲能應用協(xié)會通過平臺優(yōu)勢,整合資源,推進企業(yè)、資本與科研機構的優(yōu)勢互補。
中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應用分會秘書長劉勇指出,興能集團在鈦酸鋰儲能技術方面做了大量的創(chuàng)新性研發(fā)工作,希望進一步加快儲能示范項目建設,為早日實現(xiàn)商業(yè)化推廣不斷積累項目運行數(shù)據(jù)和運行經(jīng)驗積累。同時,由于我國儲能項目建設和裝機量還是比較低,儲能的商業(yè)價值還沒有充分體現(xiàn)出來,協(xié)會將充分利用自身平臺優(yōu)勢,呼吁政府加快儲能產(chǎn)業(yè)頂層設計與支持政策出臺。
最后,蔣文春希望儲能應用協(xié)會在人才、政策激勵機制、商業(yè)模式等方面對企業(yè)進行支持與幫助,公司有信心,也有實力做好儲能事業(yè)。