鉅大LARGE | 點擊量：252次 | 2024年07月24日
磷酸鐵鋰電池在電力儲能技術領域趟出新路徑
隨著新能源、智能電網(wǎng)和電動汽車的迅速發(fā)展，大規(guī)模儲能技術在電力系統(tǒng)發(fā)電側、電網(wǎng)側、用戶側都有較強的應用需求，各種特點的電池儲能技術相互競爭，大規(guī)模儲能技術面對著巨大的發(fā)展機遇。山東泰汽控股集團(簡稱泰汽集團)所屬的山東威能環(huán)保電源公司（簡稱威能環(huán)保）生產(chǎn)的威能磷酸鐵鋰離子電池在電力儲能技術領域趟出一條新路徑。
“壽光市率先使用新能源大巴公交車在整個濰坊市都是第一次，是實實在在地為老百姓做了件實事?！逼咴氯?，山東省濰坊市市委書記杜昌文帶領調研組來到泰汽集團所屬的威能環(huán)保調研時表示。據(jù)悉，壽光市新能源大巴公交車使用的是威能環(huán)保研發(fā)的電池和電控系統(tǒng)。
威能低溫磷酸鐵鋰離子電池通過鑒定。
近年來，泰汽集團依靠自主創(chuàng)新和堅定走產(chǎn)學研結合之路等措施成功實現(xiàn)從傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)到新能源產(chǎn)業(yè)的轉型升級，成為包括儲能技術在內的新能源這一朝陽產(chǎn)業(yè)的領跑者。目前，威能環(huán)保與中科院青島能源所等開展產(chǎn)學研工作，組建青島儲能產(chǎn)業(yè)技術研究院，計劃利用3年時間將儲能產(chǎn)業(yè)打造成為500億量級的產(chǎn)業(yè)鏈。
搶占電力儲能技術制高點
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
“鋰離子電池今年能達到100萬組的產(chǎn)量，成為國內最大的鋰離子電池供應商之一?！碧┢瘓F董事長張風太告訴《我國電力報》記者。搶占電力儲能技術的制高點成為張風太正在追逐的目標。
據(jù)專家介紹，應用于電力系統(tǒng)中的儲能技術，理論上只有鈉硫電池、鋰離子電池、鎳鎘電池等少數(shù)幾種較為合適?？偟膩砜矗囯x子電池相對更被看好。
記者了解到，國家電網(wǎng)張北風光儲輸項目就是以鋰離子電池的試應用為主，南方電網(wǎng)也在深圳建設了采用鋰離子電池的儲能電站，開展相關示范運行。此外，五大發(fā)電集團及其他發(fā)電領域的公司巨頭也在越來越多地開展電力儲能示范運行項目。
數(shù)年前在北京參加的一次會議讓張風太判定，鋰離子電池行業(yè)在醞釀一個空前的商機。為了抓住機遇，張風太聘請了多家知名高校的一批專家對鋰離子電池進行科技攻關，每年在電池研發(fā)上的投入超過了1000萬。他還在青島建立研發(fā)中心，加大與中科院、北京有色金屬研究總院等科研機構合作，聘請了多家知名高校的一批專家對電動汽車蓄電池進行科技攻關，并積極參與國家“863計劃”，很快在汽車動力鋰離子電池領域掌握了關鍵技術，“威能”新能源環(huán)保動力鋰離子電池應運而生，并擁有自主知識產(chǎn)權，而且順勢攻克了電機驅動系統(tǒng)和電池管理系統(tǒng)，掌握了電動汽車產(chǎn)品3大零部件的關鍵技術和核心技術。
2014年以來，威能鋰離子電池獲得眾泰、北汽新能源電動轎車配套電池1萬組訂單，給申沃、中通、歐輝等純電動大巴配套1000組左右，同時，出口至美國、德國、法國、意大利、韓國、俄羅斯等20多個國家。其中，給德國、美國等著名公司配套鋰離子電池5000組左右。
“威能鋰離子電池使用了大量新材料、新技術和新工藝，使得電池的容量、壽命、安全等綜合性能得到了極大提高?！睆堬L太表示。
破解鋰離子電池的國際性難題
記者了解到，在各種儲能技術中，國家電網(wǎng)公司在鋰離子電池方面選擇的是磷酸鐵鋰路線。從上海電力設計研究院的一份資料來看，國際電網(wǎng)認為就實際工程而言，磷酸鐵鋰儲能系統(tǒng)綜合性能最好。
我國科學院電工研究所王麗芳博士告訴記者，磷酸鐵鋰離子電池有高比能量、高比功率、高能量轉換效率、長循環(huán)壽命等優(yōu)點，但目前存在低溫時難以放電和充電的問題，低溫性能差是國際性難題。
根據(jù)專家鑒定，山東威能低溫磷酸鐵鋰動力鋰離子電池，在55攝氏度高溫環(huán)境下，放電容量不小于額定容量的95％，在零下40攝氏度低溫環(huán)境下，放電容量不小于額定容量的80％。其安全性能符合行業(yè)標準規(guī)定。
“威能環(huán)保解決了磷酸鐵鋰動力鋰離子電池在零下40攝氏度的低溫下，電池的充電和放電性能可以保持常溫時的性能，解決了電池低溫充放電這個國際性難題，達到世界先進水平。”我國工程院化學電源專家楊裕生院士在鑒定會上表示。
楊裕生認為，制造低溫磷酸鐵鋰動力電池的原材料磷酸鐵鋰具有來源廣泛、價格低廉、循環(huán)性能優(yōu)良、材料熱穩(wěn)定性好的特點。這種電池可廣泛用于對電池安全性要求極高的礦燈、電動汽車以及和航天等領域。該項目成功解決了電池低溫充放電難題。
為了有效提高磷酸鐵鋰動力鋰離子電池的低溫性能，威能環(huán)保和青島大學重要從4方面著手進行改進：一是磷酸鐵鋰正極材料納米化；二是負極采用復合石墨，如鱗狀石墨、塊狀石墨、碳纖維和MCMB等一些碳材料進行復合使用；三是電解液選用低熔點的溶劑和新增提高低溫電導率的添加劑；四是電池結構優(yōu)化。他們采用創(chuàng)新的設計和工藝，優(yōu)化了鋰離子動力鋰離子電池的正極材料，同時以安全、穩(wěn)定、低成本的負極材料及經(jīng)過配方調整的電解液等材料與之匹配，對電池結構設計進行優(yōu)化，使磷酸鐵鋰材料充分發(fā)揮其材料性能。
從電池到電動汽車的儲能路
新能源發(fā)電和電動汽車等產(chǎn)業(yè)在國家政策大力支撐下的高速發(fā)展，給我國儲能產(chǎn)業(yè)帶來了巨大的市場發(fā)展機遇和活力。
就在鋰離子電池剛剛在市場站穩(wěn)腳跟，多年投入終于實現(xiàn)產(chǎn)出的時候，張風太卻又做出了另一個大膽的決定，公司要繼續(xù)轉型，向電動汽車進軍。張風太將這次轉型含義為“產(chǎn)業(yè)鏈轉型”，是一次水到渠成的轉型。
因為鋰離子電池是電動汽車的“心臟”，受限于電動汽車目前的電池技術條件，“心臟”動力不足導致多數(shù)電動汽車續(xù)航里程較短，續(xù)航能力和充電時間成為困擾電動汽車發(fā)展的重要制約因素。對泰汽集團而言，掌握了電池這一核心技術加上原有在汽車配件的傳統(tǒng)優(yōu)勢，讓其有了制造整車的資本，泰汽電動汽車應運而生。張風太笑言：“其實，這次轉型總結起來就是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)加上新能源產(chǎn)業(yè)等于電動汽車?！爆F(xiàn)在，泰汽集團又瞄準了新能源客車這一新領域，公司與上汽集團上海申沃客車有限公司合作成立了新能源客車研發(fā)基地，開展新能源客車領域的研發(fā)與生產(chǎn)，進一步提高產(chǎn)品質量，全方面開發(fā)新能源產(chǎn)品，繼續(xù)把新能源產(chǎn)業(yè)做強、做大。
“電動汽車進入政府采購范圍，計劃在‘十二五’末產(chǎn)量達到10萬輛?！睆堬L太指著車間里一排排已經(jīng)下線的電動汽車告訴記者。泰汽集團已經(jīng)掌握了電動汽車的核心技術，2012年六月九日，首批“壽光造”泰汽電動汽車“駛”出國門，銷往德國。目前，與德國科學院合作引進輕量化車身、輕量化底盤和電池防爆等國際先進技術，成立德國泰汽科技經(jīng)貿有限公司，負責技術和人才引進，與德國某公司合作開發(fā)的新型輕量化電動汽車“街頭滑板”系列產(chǎn)品將在近期陸續(xù)投放市場。
自主創(chuàng)新和產(chǎn)學研結合轉型
在泰汽集團控股公司對外公布的正式公司簡介中，有關公司技術創(chuàng)新的內容超過了60%，足見公司有關科技創(chuàng)新的重視，堅持產(chǎn)學研結合，自主創(chuàng)新也被公司視為能夠順利實現(xiàn)轉型升級的不二法寶。
“多年來，公司堅持走技術創(chuàng)新之路，積極開發(fā)擁有自主知識產(chǎn)權的新產(chǎn)品新技術，有效推動品牌戰(zhàn)略的執(zhí)行。”張風太介紹說，目前，公司獲得國家專利26項，積極參與并完成了4項國家“863計劃”重大課題研究，其中“電動汽車鋰離子動力鋰離子電池系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化技術研究”項目、“鋰離子電池全產(chǎn)業(yè)鏈工業(yè)技術研究”、“高性能鎳氫動力電容電池及電動公交應用考核”等項目技術居國內領先水平。
在堅持自主創(chuàng)新的同時，泰汽控股積極推進產(chǎn)學研聯(lián)合，借助“外腦”幫助公司研發(fā)，實現(xiàn)“兩條腿走路”，促進核心零部件和關鍵應用技術的突破及產(chǎn)品升級。公司建立了山東威能環(huán)保電源院士工作站，先后與中科院化學所、中科院電研所、武漢大學、同濟大學等科研院所建立戰(zhàn)略合作關系，大力開展新能源鋰離子電池、電控和電機等重大科研項目和生產(chǎn)技術的研發(fā)合作。
有關轉型升級，張風太認為，產(chǎn)業(yè)的轉型升級不是簡單的工藝改進、技術提高，更是思想方式、思想觀念的突破和提高。經(jīng)濟發(fā)展的最終目標是人、社會、環(huán)境的和諧進步，假如經(jīng)濟發(fā)展了，環(huán)境破壞了，人們的健康狀況惡化了，那么經(jīng)濟發(fā)展也就失去了本來的意義，自己即使賺再多的錢也沒意思。“節(jié)能、低碳、環(huán)保、高效”已深深地印在泰汽集團每個員工的心里。
