为用户提供最佳的锂电池解决方案

2019-12-31 15:04:00 · 中国能源网 阅读:670
近年来,锂离子电池产业作为重点发展的新能源、新能源汽车和新材料三大产业中的交叉产业,呈现出了高速发展的态势,迎来密集投资期。但传统的有机电解液锂电池存在的易燃性、低热稳定性、较短的使用寿命和较低的能量密度等问题,至今都未被解决。

  近年来,锂离子电池产业作为重点发展的新能源、新能源汽车和新材料三大产业中的交叉产业,呈现出了高速发展的态势,迎来密集投资期。但传统的有机电解液锂电池存在的易燃性、低热稳定性、较短的使用寿命和较低的能量密度等问题,至今都未被解决。

  基于对电池技术的探索,无机电解液的不可燃性及高导电性吸引了德国科研人员的关注,并在2009年突破了无机电解液电池不可循环充放电这一技术难关,找到了超长寿命且稳定可循环充放的无机电解液系统。随着我国新能源产业化的不断推进,国家发展政策对新能源的倾斜以及逐步成熟的新能源技术,使新能源企业迅速成长壮大。本报记者采访了专注于研发无机电解液电池的技术公司——Innolith AG英诺利的中国区首席代表林超女士,就无机电解液技术的应用情况及发展机遇进行了深入探讨。

  中国能源报: 作为一家专注于电池研发的公司,Innolith AG的核心竞争力体现在哪些方面? Innolith AG公司的技术在世界范围内的应用情况如何?

  林超:Innolith英诺利的核心竞争力在于电池技术方面的创新研发。Innolith,是由两个英文的字头组成的,一个是INNO,一个是LITH。INNO有两层意思,一个是无机,另外一个是创新;LITH是锂的英文字头。我们目前开发的产品是锂电池,主要核心技术是无机电解液技术。

  目前Innolith已有2MW/h和1MW/h 的2C 功率电池P1得到UL(美国保险商试验所Underwriter Laboratories Inc)的认证,并在美国PJM为网络提供调频服务。美国PJM公司在电力交易方面公认为全球领先,尤其是它的交易规则、交易系统很知名。很多电池厂家的电池都在这个系统里面为电网提供辅助服务,它有一整套非常完整的评估系统,依照精确度和响应时间等参考值为所有储能系统进行评分。自2017年投入使用以来,P1的运行状况极佳,每次都在测评中名列前茅。

  P1锂离子电池可以在严苛的应用条件中运行15-20年不需更换,为客户提供最经济的电池成本。相关团队在德国第三方实验室连续5年不断对P1进行充放测试,它的充放深度从0到100%,录得超过5万次的充放循环次数,比有机电解液的锂电池循环次数提高了近10倍。

  中国能源报:相较于传统的有机电解液锂电池,无机电解液锂电池有哪些优势?

  林超(Carrie Lin):目前市场上的传统锂离子电池采用的有机电解液尽管具有可循环充放且电压相对较高的特点,但至今仍存在一些不足,比如有机电解液的可燃性导致电池的热稳定性较低,在使用过程中可能会引起火灾。伴随着电芯内的化学老化使得阻抗增加,导致电芯表现不稳定。此外还面临着使用寿命短、回收难以及因能量密度低而导致的续航里程差等一系列问题,如何改善有机锂电池的不足成为电池行业关注的问题。

  相较于传统的有机锂电池,无机电解液的不可燃特性使锂电池的安全性在很大程度上得到了提高。我们研究发现,传统有机电解液锂电池充放电之后会在正极、负极形成SEI膜,随着充放次数增加SEI膜厚度不断增加,形成内部枝晶造成短路,甚至产生大量的热,直至燃烧。无机电解液的电池充放电后也会形成SEI膜,但只在负极表面形成(正极表面不形成),而且SEI膜形成后厚度不会发生明显改变,这也是无机电解液电池安全和寿命长的原因。

  导电功率方面,有一个衡量导电率的标准参数,传统有机电解液的锂电池只有将近10 mSiemens/cm左右,而我们无机电解液电池是30到100mSiemens/cm,导电率更高。

  中国能源报:无机电解液锂电池的优势如此之多,那它是否还有需要改进的地方呢?

  林超:没有任何产品是完美无缺的,我们现在也在三个方面对我们的产品进行提升。首先,Innolith电池的电芯系统是加压形式的,在压力下需要较硬的外壳,所以目前采用的材料是钢,相对成本较高。其次,钢材料外壳的电极存在易腐蚀的问题。我们正在尝试改进——设计一个没有压力的系统,并通过技术的提升和材料的选择让电极不易被腐蚀。同时,在集流器上也在寻找材料上的替代方案,使成本有进一步的下降。

  中国能源报:Innolith AG选择在此时进入中国基于怎样的考虑?未来在中国市场有什么规划?

  林超:广阔的发展前景和中国政府在推动开放外资合作上的决心和行动,让我们非常看好中国的市场。

  在新能源汽车方面,中国已成为世界上最大的产销国。近年来,中国的新能源车市场之所以发展迅速,除了技术等因素外,很大的原因是政府的支持政策,有补贴助其成长,但是现在遇到的挑战也正是这一点。由于政府的补贴在退坡,根据目前的技术水平,如果没有补贴,电动车的经济性就会相对降低,它的发展会受到一定的阻碍。要从根本上解决这个问题,就需要新的技术进入市场,并且能做到成本最低。而我们的技术恰好能够实现这一点,在没有补贴的情况下,我们的技术仍然能让电动车在经济性的角度上能够取代常规的燃油车。

  在可再生能源方面,中国的装机量也是全世界最大的。但可再生能源有一个最大的特点,就是不稳定,虽然可以预测,但是实际上还是无法完全人为控制。因此,充分利用可再生能源是需要有东西去辅助的,而储能技术就是最有效的一个辅助方法。目前来说,成本是影响储能产业经济性的最重要因素之一,而由我们的研发团队开发的技术和电池产品能够使清洁能源的使用成本比传统非清洁能源发电的成本要低,从根本上解决该问题。

  未来,英诺利将采用技术授权的形式,与电池行业内领先的用户或是制造商进行战略合作,也希望能够在中国寻找更多了解电池、懂电池,也懂得电池使用等各方面信息的合作伙伴一起将无机电解液技术应用到电池产品生产中。期待英诺利这一创新的无机电池技术给中国能源电池行业带来的新变化。

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