當鋰電池遇上新能源汽車 安全高質(zhì)低成本成關鍵

　　鋰電池誕生在美國，在日本成長壯大，實現(xiàn)了商業(yè)化。中國的鋰電池產(chǎn)業(yè)有二十幾年的發(fā)展歷史。大概在2010年左右，中國完成了核心原材料的全部國產(chǎn)化，如正極材料、負極材料、電解液、銅箔、隔膜等，一些終端產(chǎn)品也基本在中國完成了本土化。原來依賴于進口的日本材料、美國材料，現(xiàn)在中國都可以做了。二十多年過去了，中國不僅成為全世界鋰離子電池最大的消費市場，也是鋰離子電池產(chǎn)業(yè)鏈最集中，產(chǎn)量最大的市場。

　　作為世界上最大的鋰電池生產(chǎn)國，中國對隔膜的需求日益增加。近幾年，國內(nèi)隔膜市場需求的增長率總體低于國產(chǎn)隔膜的增長率，說明國產(chǎn)隔膜所占市場份額不斷上升，隔膜國產(chǎn)化是大勢所趨。然而，當前我國鋰電隔膜低端市場產(chǎn)能過剩，產(chǎn)品價格不斷下降，賬期加長，但新的投資項目仍在源源不斷地上馬，無序競爭加劇。雖然高端產(chǎn)品進口在縮小，但國內(nèi)隔膜企業(yè)與國外領先企業(yè)差距還很大。預計2017——2018年國內(nèi)高端市場的國產(chǎn)化替代將出現(xiàn)高潮，2019年除少量進口外，80%以上的隔膜將實現(xiàn)國產(chǎn)化。

　　2016年我國新能源汽車銷量超過50萬輛，產(chǎn)銷量連續(xù)兩年位居世界第一。而動力鋰電池是新能源汽車三大核心部件之一，在整車成本中所占比例高達40%，也直接決定著整車的性能。

　　由于新能源汽車對動力電池要求很高，必須具有高比能量、高比功率、快速充電和深度放電的特定性能，而且要求低成本、長壽命，因此鋰離子電池成為最優(yōu)選擇。

      鋰離子電池電解質(zhì)未來發(fā)展需要重點解決以下問題：

　　一是電解液和電池的安全性?？梢酝ㄟ^離子液體、氟代碳酸酯、加入過充添加劑、阻燃劑、采用高穩(wěn)定性鋰鹽來解決。

　　二是提高電解液的工作電壓。可以通過提純?nèi)軇?、采用離子液體、氟代碳酸酯、添加正極表面膜添加劑等來解決。

　　三是拓寬工作溫度范圍。低溫電解質(zhì)體系需要采用熔點較低的醚、腈類體系；高溫需要采用離子液體（熔融鹽）、新鋰鹽、氟代酯醚來提高。

　　四是延長電池壽命。需要精確調(diào)控固體電解質(zhì)界面膜（SEI膜）的組成與結(jié)構(gòu)，主要通過SEI膜成膜添加劑、游離過渡金屬離子捕獲劑等來實現(xiàn)。

　　五是降低成本。需要降低鋰鹽和溶劑的成本，解決鋰鹽和溶劑純度較低時如何提高電池性能的技術問題，這方面目前仍需要深入研究。

　　新能源汽車動力電池在使用過程中面臨電池價格偏高、充電時間過長、續(xù)航里程較短、環(huán)境通用性較差，使用壽命短等問題。因此，新能源汽車對鋰電池提出了新的發(fā)展需求：一是提高高溫、低溫、充電、放電的一致性。二是通過電池設計以及材料改進實現(xiàn)高充電倍率。三是提高能量密度，主要通過基于現(xiàn)有高容量材料體系、優(yōu)化電極結(jié)構(gòu)、提高活性物質(zhì)負載量；應用新型材料體系、提高電池工作電壓；優(yōu)化新型材料體系，使用新型電池結(jié)構(gòu)等途徑來實現(xiàn)。四是提高安全性，特別是在極端條件下的安全性。五是降低成本。六是注重電池二次回收利用。

　　未來五年，新能源汽車用鋰離子電池市場年平均增長率在50%左右。鋰離子電池技術進步，主要來自關鍵電池材料創(chuàng)新研究與應用進展，通過新材料的開發(fā)進一步提高電池性能，提高質(zhì)量、降低成本、改善安全性。