钛酸锂电池或将逆袭
记者:现在国内外常见报道一些电动汽车电池爆炸的案例,锂电领域哪种电池安全性相对较好?
薛嘉渔:现在的钛酸锂电池是锂电中寿命最长、安全最高的电池。论生命周期,普通锂离子电池约为1000—2000次循环,钛酸锂则是1—2万次循环,是前者的10倍。此外,钛酸锂电池有优异的功率特性及高低温性能,唯一不足是能量密度偏低。此前,业内还担心钛酸锂电池的胀气问题,这一问题从技术上早已得到妥善解决。钛酸锂电池的批量生产技术也已成熟,只是很多锂电企业目前还没有真正掌握批量生产钛酸锂电池的技术要领。
当然,片面强调钛酸锂材料的安全性也不对。整个电动车动力系统是一项系统工程,其中任何一部分没做好都能产生安全事故。
记者:那么钛酸锂电池的主要应用领域在哪呢?
薛嘉渔:钛酸锂电池在新能源汽车中有一定的市场份额但不太容易成为主流产品,因其能量密度低。但在储能领域很有潜力,因其对重量的要求相对较低。如果我们考虑钛酸锂电池的全寿命周期低成本,这项技术还是很有吸引力的。对比现在的锂离子储能电池,大约3—5年换一茬,钛酸锂电池的寿命就算是其5倍,那就是15年。期间换电池的成本、停机调试维修、新旧电池混用可能产生的麻烦等,使用钛酸锂电池在这些方面的费用节省是很可观的。电池不管是用做汽车动力还是做储能,最根本的性能要求是一致性好、性价比高。
记者:其他类型的电池呢,比如锂空电池、全固态电池以及石墨烯电池?
薛嘉渔:现在锂空电池与全固态电池还有很多实验室的课题需要解决,距离产业化还有距离。石墨烯电池的所谓优越性能是有人将这种材料的某些特性通过理论计算后放大出来的,难以服人。
回收利用难
记者:关于动力电池回收或梯次利用,目前业内对此看法不一。有人认为可以梯次利用,避免浪费,但也有人认为不具有可操作性。您如何看?
薛嘉渔:坦白讲,我对梯次利用不太看好。原因是各家电池都不一样,一致性也不同,电池生产、使用的历史都不一致的情况下,要想把这些电池整合到一起利用绝非易事。
记者:没有办法对电池一致性进行测试吗?
薛嘉渔:有,但很难!一致性好,是指全生命周期循环的一致性或动态一致性。具体地说,就是一组电池在实际的长时间使用期间内要求所有电池的容量和内阻保持一致,起码在一条狭窄的带内没有发散。但在现实情况中,一组电池在某一未知的时刻可能会有一块或几块电池发生不同程度的容量衰减或内阻升高。这样在充电时,同样对整组电池适用的平均电量就会对容量已衰减了的电池造成过充,这是可以造成起火或爆炸的安全隐患。所以,整组电池的充电量取决于最差的那块电池。
电池组中每一块电池的一致性都很重要。要把很多不同使用历史、厂家生产日期、正负极原材料配方等都不完全清楚的电池放在一起使用,那可能是一场恶梦。尽管可以通过电源管理系统(BMS)做一些调控,但调控能力是有限的。旧电池的安全性是一个难以保证的课题。
记者:那用过的电池作为资源来回收呢?
薛嘉渔:在之前锂电池回收中,主要有回收价值的元素是钴和镍。国家鼓励加强资源的回收利用,未雨绸缪没有错。随着产业规模的不断扩大,资源回收使整个锂电产业链形成一个闭环,是有利于产业的发展的。但从商业角度来说,回收利用是一项难以盈利的业务。国家可能必须对资源回收利用给予相应的补贴,或从产业链的某些高利润的环节扣留一部分利润来补贴电池回收企业,以保持锂电产业链对环境保护与和谐。