21700风起锂离子电池产业“偏轨”？-第3页-北极星储能网

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如锌、镁、锂、铝等金属燃料电池比能量均超过300Wh/kg，甚至高达1000Wh/kg，均大大超过了当前锂离子电池；而采用锥形纳米管状硅材料或者3D多孔结构纳米硅作为负极材料，锂离子电池的充电时间可以由目前的几个小时降至10分钟左右；有机回流电池、超级电容器、双碳电池、固态锂离子电池等技术则能有效解决当前锂离子电池起火难题。

应用牵引加快突破核心环节

尽管特斯拉采用21700为电动汽车发展提供了新的思路，但同时也使得产业关注的核心转变为工艺制程的进步，在锂离子电池性能没有明显提升情况下，那只能治标不治本。要推动锂离子电池长久发展，关键还是要治本。

笔者窃以为，应用市场需求是带动锂离子电池进步最大的力量。二次电池的发展历史充分证明了这一点，镍镉、镍氢等电池的兴起在于小型消费电池产品市场的带动，而衰落也在于这一市场被锂离子电池所蚕食。

铅酸电池能够占据二次电池最大市场份额，在于其占据汽车启停电池市场，这也是其经久不衰的根本所在，但由于其缺乏新的应用市场，铅酸电池技术进步十分有限，同时还面临着锂离子电池的强力竞争。

当前，锂离子电池已经完全占据消费电子产品市场，随着消费电子产品不断发生变革，锂离子电池也在随着进步，由于目前还没有出现能够在消费电子产品市场与锂离子电池竞争的二次电池，锂离子电池还将占据消费电子产品市场很长一段时间。

锂离子电池已成功打开电动车市场

同时，锂离子电池正在逐步打开在电动工具、电动自行车、电动汽车等动力电池市场，为其未来技术进步提供了良好的动力，再加上其竞争对手燃料电池、液流电池等新型电池还处于起步阶段，离产业化还有一段距离，这为锂离子电池技术变革提供了难得的历史机遇期。

因此，笔者认为，锂离子电池未来发展方向应该瞄准动力电池、储能电池，在竞争对手尚未发展起来的机遇期，通过提高电池比能量、降低生产成本、增加循环次数，积极占领汽车动力市场，拓展储能市场，挤占铅酸电池市场空间，利用产业化优势对燃料电池、液流电池等新型电池产业化进程造成影响，进而抢占有利竞争地位。

要实现上述目标，最根本还在于锂离子电池实现革命性变化。从当前锂离子电池的材料结构看，正极材料已经成为制约锂离子电池性能提升的最关键因素，不管是现在已经产业化的钴酸锂、锰酸锂、三元材料和磷酸铁锂，还是在研究当中的各种新型正极材料，都存在局限性：一是理论比能量有限，相对于负极材料而言；二是实际比能量和理论值还有较大差距；三是锂离子电池充电时间过快的话就易造成正极材料结构发生变化。

正极材料突破是规模推广的关键

因此，笔者认为要实现锂离子电池革命性变化，必须首先突破正极材料的限制。一方面是继续开发全新的正极材料，具备工作电压高、理论和实际比能量高、温度特性好、材料来源丰富、循环寿命长、安全可靠、成本较低等特性，从材料特性以及过往的正极材料研究历史看，要实现这一点难度非常之大，10年、20年内完成的可能性极低。

二是充分发挥现有正极材料的潜力，创造性运用以纳米技术为代表的新材料制备技术以及碳纳米管、石墨烯等新材料，通过对现有正极材料改性、包覆等手段，改进现有正极材料制备工艺，解决当前正极材料存在的实际比能量低、充电时间长、生产成本高等问题，加快锂离子电池在动力市场、储能市场的应用。

笔者认为第二种方法实现的可能性较大，一是它不需要对现有锂离子电池材料体系做大的改变，只需要细微调整，难度低、时间短；二是纳米技术等新技术和碳纳米管、石墨烯等新材料正在不断成熟，为其在锂离子电池中的应用奠定了很好的基础。

一旦正极材料实现突破，也必然要求锂离子电池整个材料体系发生变化，只有这样才能实现锂离子电池性能根本性提升。当然，隔膜、电解液要实现突破也是存在难度的，相较而言，负极材料突破的难度就小得多。另外电池制备技术和电池成组技术进步是必要的，这也是提升锂离子电池比能量以及降低成本的关键因素。

南方电网公司获分布式能源突出贡献奖

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