导读:今年以来,燃料电池领域技术接连获得突破;在新技术助力以及政策对新能源汽车的大力扶持之下,资本市场不断上演燃料电池的炒作热潮,wind燃料电池指数近期更是直逼历史高点。
继今年2月份金属所在高能量密度锂硫电池方面取得进展外,本月22日,中科院大连化物所陈剑研究员带领先进二次电池研究团队,在高比能量锂硫二次电池方面再度取得重要进展,并研制成功额定容量15Ah的锂硫电池,形成了小批量制备能力。分析人士表示,随着锂硫电池重要技术相继获得突破,尤其是海外各大汽车厂商更是不断追加对燃料电池的投入,相关电池的产业化进程大概率将进一步加快。国内方面,新源动力股份有限公司成立于2001年4月,由中国科学院大连化学物理研究所、长城电工(600192,股吧)、南都电源(300068,股吧)、新大洲等单位发起设立,是中国*家致力于燃料电池产业化的股份制企业。
中科院锂硫电池研究获突破
据报道,8月22日,中科院大连化物所陈剑研究员带领先进二次电池研究团队,在高比能量锂二次电池方面取得重要进展,研制成功了额定容量15Ah的锂硫电池,并形成了小批量制备能力。
据了解,经过检测的电池比能量大于430Wh/kg,是目前公开报道的容量*大的锂硫电池,超过Sion Power公司报道的锂硫电池2.5Ah@350Wh/kg的技术指标,是目前从事锂硫电池研究的*高水平。
锂硫电池是一种可持续发展的高比能量二次电池,具有元素储量丰富、成本低廉等优点,是电动汽车动力电池的研究热点。目前,锂硫电池的国际技术水平约为比能量350Wh/kg。为此,锂硫电池的研发目标为,至2016年,锂硫电池的能量密度达到400-600Wh/kg,有望推动这一电池驱动的电动汽车续航里程超过500公里。
根据公开资料显示,陈剑研究团队自2009年成立以来,一直致力于发展锂硫电池新材料和新技术,在理论和技术工艺上有新的突破,获得很高的理论数据和技术指标。这是大连化物所锂硫电池研究在科技部“863”计划和中国科学院纳米先导专项“长续航动力锂电池”项目资助下取得的重要进展。
有业内专家表示,单质硫作为锂硫二次电池正极材料与金属锂构成的二次电池体系理论比能量密度可达2600Wh/kg,是商业钴酸锂/石墨锂离子电池(理论能量密度360Wh/kg)的7倍;同时单质硫价格低廉、产量丰富、安全无毒、环境友好,因而锂硫电池被认为是很有发展前景的新一代电池。
国外技术发展迅速
数十年以来,锂离子电池的能量密度不断提高,并广泛应用于智能手机等领域。但锂离子电池需要笨重的阴极(一般由氧化钴等材料制成)来“收纳”锂离子,从而限制了电池能量密度的进一步提高。这意味着,对诸如长距离电动汽车等需要更大能量密度的应用来说,锂离子电池显得有点力不从心。
据外媒报道,今年6月份,美国国家标准与技术研究所(NIST)、亚利桑那大学和韩国首尔国立大学的研究人员携手将这些材料混合在一起,研制出了一种廉价、高功率的锂硫电池。研究人员表示,新电池的性能可与目前市场上占主流的电池相媲美,而且,经过500次充放电循环后功能无损。*人士戏称,一种工业废品、一点塑料,再加上不太高的温度,或许就是引爆下一个电池革命的导火线。
在对能量密度需求大幅增加的背景下,科学家们将目光投向了锂离子电池更纤瘦的“表妹”——锂硫电池身上,后者的阴极主要由硫(石油工业廉价的副产品)制成。硫的“体重”仅为钴的一半,因此,同样体积的硫收纳的锂离子数为氧化钴的两倍,这就使得锂硫电池的能量密度为锂离子电池的数倍。
根据相关媒体报道,在*新研究中,为了制造出稳定的硫阴极,研究人员将硫加热到185摄氏度,将硫元素由8个原子组成的环路融化成长链,随后,他们让硫链同二异丁烯(DIB,一种碳基塑料前体)混合,二异丁烯让硫链连接在一起,*终得到了一种混合聚合物。他们将这一过程称为“逆向硫化”,因为其同制造橡胶轮胎的过程类似,关键的区别在于:在轮胎中,含碳材料会聚集成一大块,硫则点缀其中。
该测试表明,经过500次的循环后,电池的能量密度仍为*初的一半多。亚利桑那大学的化学家杰弗里·佩恩表示,其他还处于实验阶段的锂硫电池也有同样的性能,但其制造成本高昂,很难进行工业化生产。
NIST的材料科学家克里斯托弗·索尔斯表示,尽管如此,这种锂硫电池短期内也不会上市,因为硫暴露在空气中很容易燃烧,因此,任何经济可行的锂硫电池都需要经过非常严苛的安全测试,才能投放市场。
业内专家表示,尽管锂硫电池的正极是限制其应用的重要瓶颈和亟待解决的难题,但这些问题可通过形成碳硫复合电极材料来加以解决。只是这会降低整个电池的能量密度,因为碳硫复合电极材料中硫含量超过70wt%时,才具备应用价值。
有券商机构指出,2015年将是燃料电池乘用车的元年,丰田、本田、现代纷纷推出量产车,几大汽车集团也通过与政府和能源公司合作积极推动基础设施的建设,在此背景下,燃料电池车正逐步进入市场导入期。目前来看,制造成本是推广*大的问题,成本的核心在于规模;不过随着燃料电池车的产业化,在技术渐趋成熟的情况下,未来成本的下降值得期待。
动力电池、储能电池引领行业方向
随着我国新能源汽车的大范围推广应用,动力电池的市场需求也逐渐爆发,众多国内电池企业纷纷投身锂离子动力电池领域,其中许多蓄电池生产企业把发展锂离子动力电池作为转型升级的发展方向。在动力电池领域,行业巨头力神、比亚迪(002594,股吧)、风帆、天能、超威、海宝等企业占据主要地位。据CNIBF2014组委*的消息显示,力神、风帆、天能、超威、海宝、猛狮、金帆、圣阳、理士、骆驼等将悉数亮相本届展会,共同助力打造我国*具影响力的行业盛会。
据统计,2014年上半年储能电池销量增长了20%左右,未来储能电池在新能源汽车、智能电网、轨道交通等领域将得到广泛应用,市场需求将进一步加大。此外,海特电子、京九电源、杭州东建能源、奚仲电子、力霸电池等通过积极参加国内展会开拓新市场,在电池成品领域的竞争力与日俱增。
风电、光电设备发展潜力大
我国电池行业经过前两年发展低潮以后,电池设备领域进入了健康有序的发展阶段,未来将向高精度、智能化发展。我国电池行业主要的设备企业,七星华创、雅康、新嘉拓、斯宇、鸿宝、吉阳、丹东百特、南大紫金、佳的自动化、正业科技、日联科技等借着新能源汽车的发展契机,积极拓展海内外市场,多元化竞争格局已基本形成。
此外,风能、太阳能等清洁能源的发展*的刺激了风电、光电设备的发展,风电、光电设备领域的市场需求将在近几年集中爆发,2014年我国市场规模将超过30亿元,预计到2017年将达到80亿元。上海大族作为光伏设备领域的*,今年将以超大特装展位亮相CNIBF2014展会现场,必将成为业界瞩目的焦点。
电池材料发展迅速
据中汽协会统计,上半年新能源汽车生产20692辆,销售20477辆,比上年同期分别增长2.3倍和2.2倍,产销量已超过上年全年数量。在新能源汽车的带动下,电池材料领域正迎来高速发展期。据相关统计显示,2014上半年,我国电池材料产值规模达到71.1亿,相较于2013年上半年68亿元,今年的增长规模受到正极材料、负极材料、隔膜和电解液等价格下滑的影响较大。未来几年我国电池材料价格仍将处于下滑趋势。
电解液领域,新宙邦、江苏国泰、杉杉股份、九九久等*占据了国内市场主要份额,随着进入该领域的企业逐渐增多,市场竞争越来越激烈。此外,巨化集团也于2011年进军电解液领域,经过几年的发展已成为我国*优秀的六氟磷酸锂供应商,预计2015年产能将达到3000吨。作为CNIBF2014的参展商,新宙邦、江苏国泰、巨化集团纷纷表示,加强技术研发是提升我国电解液市场竞争力的关键。
隔膜领域,2014年上半年产品出口量明显增加,并向中高端市场转移,已成为电池材料发展*快的领域。为应对进一步加剧的市场竞争,达尼特、盈博莱、上海拏罗、芝田材料等企业正积极拓展华东和华南市场。CNIBF2014作为立足华东,面向全国,辐射亚洲的*重要的展会平台,现已成为众多厂商合作代理、开拓新客户的*佳渠道。
总体来说,我国电池产业前景是非常光明的,但道路确实曲折的,经过前几年的不景气之后,我国电池产业已经迎来了灿烂的曙光。(.中.国.证.券.网.阮.晓.琴)
锂电池革命性突破且成本大降
美国电池生产商Sakti3周三宣布,其所生产的固态锂电池可使电动汽车(比如特斯拉ModelS)续航公里数翻倍,亦能作用于可穿戴电子设备。
除此之外,Sakti3的首席执行官AnnMarieSastry还表示,较现行标准电池而言,新电池具备更高的安全性能,而且每千瓦时电池组商业化生产成本仅为100美元,相比特斯拉所使用的锂电池每千瓦时成本则在200-300美元。
与传统电池不同,固态电池拥有固态电极和电解质,这意味着固态电池更不易燃,而且运行时更加安全。此外,固态电池具备更高的能量密度。Sakti3表示,其*新款电池的能量密度为1100瓦时/公升,相当于电动汽车480公里的行程,而相同体量电池的特斯拉电动汽车行驶里程为256公里。
锂电池产值望破千亿
2014年上半年,我国锂离子电池行业(包括电池、正负极材料、隔膜、电解液及专用设备等)保持稳定发展,全行业总产值接近400亿元人民币,产业格局和新技术应用出现亮点。
2014年上半年锂离子电池产品仍然主要集中在消费类电子产品应用领域,消费型锂离子电池市场份额约为总量的87%;其次是动力型锂离子电池(电动汽车、电动自行车、电动工具用),占比接近10%;储能型锂离子电池占比约3%。
锂离子电池行业新增投资持续增长,东部、中部地区在电池领域新建、扩建项目较多,正负极材料、隔膜材料等领域的骨干企业纷纷实施或计划扩建,韩国三星SDI、LG化学等企业也分别在西安、南京等地加大锂离子电池投资建厂力度。
电动汽车用动力电池产量增长明显,2014年上半年产量为8.04亿瓦时,超过2013年全年的3.6亿瓦时。主要原因是新能源汽车补贴政策进一步明确,促进新能源汽车产销量快速增长,上半年达到2.04万辆(超过去年全年产量),带动动力电池市场快速增长。
预计与去年行业发展曲线类同,2014年下半年国内锂离子电池及关键材料产量可能出现跳跃式增长,行业年总产值有望突破1000亿元。