在尋找替代能源的過程中，儲能技術(shù)發(fā)展的每一步都牽動著世界各國的神經(jīng)，作為儲能技術(shù)的代表，先進電池技術(shù)相繼被各個國家納入發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃。今年年初我國明確提出：到2015年先進儲能材料、光伏材料產(chǎn)業(yè)化要取得突破，基本滿足新能源汽車、太陽能高效利用等需求。作為國家《新材料產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》中明確提出的重點工程之一、新能源產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵節(jié)點——先進電池材料要實現(xiàn)上述目標(biāo)必須從尋求技術(shù)突破入手。
國家支持夯實基礎(chǔ)
中國科學(xué)院物理研究所研究員黃學(xué)杰表示，從“863”計劃立項以來的20年中，國家對電池材料進行了較為長期的支持。從“十五”開始，改性錳酸鋰、磷酸鐵鋰在國家的支持下相繼產(chǎn)業(yè)化，這也使我國電動汽車用鋰電池在安全性方面實現(xiàn)了技術(shù)突破。國家“863”計劃電動汽車重大專項的實施，實現(xiàn)了中國車用鋰電池的從無到有。
目前磷酸鐵鋰正極材料雖然還存在批次性能不易穩(wěn)定的問題，但是現(xiàn)在發(fā)展卻是最快的。黃學(xué)杰認為，從正常的角度來說，一個新材料從實驗室走向市場需要10年以上的時間，即使進入生產(chǎn)階段的產(chǎn)品也需要3~5年的時間才能走向穩(wěn)定。從性能指標(biāo)來看，無論是壽命、比能量還是安全性方面，磷酸鐵鋰電池已經(jīng)全面超過了純錳酸鋰電池，因此他看好磷酸鐵鋰正極材料的發(fā)展。
同時國內(nèi)氧化物正極材料的進步也很快，三氧化二鋁包覆尖晶石錳酸鋰材料進行改性，熱處理后形成表面梯度滲鋁層，電池材料可逆容量達到107毫安時/克，
目標(biāo)實現(xiàn)尚存變數(shù)
但是能否真正達到《新材料產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》中提到的目標(biāo)，一方面是看技術(shù)水平能否實現(xiàn)，另一方面還要看市場是否能夠接受。黃學(xué)杰表示，目前電動汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展離不開政府的強力支持，即使到2015年動力電池達到150瓦時/千克的比能量以及2元/瓦時以下的成本，電動汽車進入市場還需要在政府適當(dāng)補貼的情況下才能持續(xù)下去。如果到了2020年的電池的比能量再提升一倍，成本再下降50%，政府不提供補貼，電動汽車也可以實現(xiàn)商業(yè)化，但這是一個非常具有挑戰(zhàn)性的目標(biāo)。
上海交通大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院教授楊軍也告訴記者，如果按照正極材料全部為磷酸鐵鋰估算，新增4.5萬噸/年的產(chǎn)能可以增加約70萬輛純電動車（或約700萬輛HEV)，但這畢竟是規(guī)劃，實際情況要看國際原油價格的走勢、政策推動和電池材料的降價空間。他還特別指出，先進電池材料專項中提出的開展大容量鈉硫城網(wǎng)大儲能電池研究，包括了單體電池、電池模塊和大容量城網(wǎng)電池儲能系統(tǒng)三個方面，這將有助于解決電力供應(yīng)安全、城市電力的削峰填谷、提高電力利用效率以及建造分散電源中心存在的關(guān)鍵問題。但同時也必須認識到，大容量鈉硫城網(wǎng)大儲能電池的研發(fā)是一塊“硬骨頭”，實施起來難度很大。
構(gòu)建平臺攜手發(fā)展
針對《規(guī)劃》提出的先進電池材料專項工程的主要內(nèi)容，黃學(xué)杰指出，先進電池材料專項工程不僅對關(guān)鍵材料及電池的制造、裝備等系統(tǒng)技術(shù)提出了升級要求，還包括了電池回收等支撐技術(shù)方面的內(nèi)容，因此實施這一專項工程的目標(biāo)不僅僅是完善電池材料的供應(yīng)鏈，還要構(gòu)建產(chǎn)業(yè)供需技術(shù)平臺。目前迫切需要解決的問題是能不能找到這樣一個合適的平臺，使各個企業(yè)和科研單位之間消除相互的技術(shù)封鎖和研發(fā)的低水平重復(fù)，攜起手來共同發(fā)展。如果能夠解決好這個問題，我國電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度應(yīng)該可以更快一些。
他指出，我們還需要特別重視建立國家動力和儲能電池材料的創(chuàng)新研究平臺，穩(wěn)定地支持基礎(chǔ)研究，同時建立較高的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和性能評價體系。鋰離子電池的材料體系非常豐富，包括正極材料鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰，負極也有碳材料鈦酸鋰，硅基復(fù)合材料等，甚至一些有機和生物材料也可作為電極材料，所以適應(yīng)能力很強，小到比手機更小的電子設(shè)備的應(yīng)用，大到幾百噸的電池甚至是將來幾千噸的電池裝在一起的儲能電站。
他堅信，隨著國家支持力度的加大、資金投入的增加以及研發(fā)經(jīng)驗的積累，先進電池材料專項工程的目標(biāo)是可以實現(xiàn)的。
