蓄能电池与锂电池相比谁更有前景呢?
去年由于血铅等各种污染问题严重,整个蓄能电池行业迎来一场较大的整顿风暴,整个行业中众多企业在行业整顿中纷纷落马,市场对于锂电池的关注度瞬间上升,业内极为看好锂电池等新能源电池的发展前景,但是由于种种优势因素的存在,行业集中度进一步提供之后,为仅存的大型蓄能电池提供了更佳的竞争优势,市场上锂电池虽然有了一定的拓展空间,但蓄能电池仍占据有利的市场地位。
锂电池也有其缺点,例举如下:
1. 不耐受过充,过充电时,过量嵌入的锂离子会永久固定于晶格中,无法再释放,可导致电池寿命短。
2. 不耐受过放,过放电时,电极脱嵌过多锂离子,可导致晶格坍塌,从而缩短寿命。
3. 衰老,与其它充电电池不同,锂电池的容量会缓慢衰退,与使用次数无关,而与温度有关。可能的机制是内阻逐渐升高,所以,在工作电流高的电子产品更容易体现。用钛酸锂取代石墨似乎可以延长寿命。
4. 回收率,大约有1%的出厂新品因种种原因需要回收。
但继去年蓄能电池整顿之后不久,有关部门针对有色行业环保问题再度提出严打政策,存在重金属污染问题的蓄能电池行业恰在其中,今年2月7日,中国有色金属工业协会副会长表示,近期环保部将再次启动针对蓄能电池会后行业的专项环保核查行动。有关方面表示,这些环保整治活动只不过是一个开头,随后各种与蓄能电池行业相关的政策可能将会陆续出台,届时可能有更多的企业将面临被市场淘汰的局面。
尽管经过多年的持续发展,我国的蓄能电池企业已经基本形成其自己的体系并正呈现较快的发展趋势,并且已经在环保问题中取得了相当大的突破发展,但由于生产厂家众多、规模小、污染较严重、品质参差不齐等各种原因,在蓄能电池生产过程中随之衍生的污染问题并未能得到更好的解决,尤其是为数众多的一部分中小型企业在生产过程中存在极为严重的污染问题,给整个电子行业造成极大的负面影响。
针对种种污染现状,我国欲推出各种政策正式整顿当前的蓄能电池行业污染问题,蓄能电池行业将面临更大的打击,而相较于传统的铅酸蓄电池,锂电池则具有体积小、质量轻、工作电压高、比能量大、循环寿命长、无污染以及安全性能好等诸多优点,因此,随着蓄能电池生产难以为继,未来锂电池将在这一轮的环保排查中得到更多的益处,直接出位,成为市场炙手可热的电池产品。
展望未来,蓄能锂电池能否满足人们对便携式蓄能装置的要求?许多人对此抱有疑问。现阶段,蓄能锂电池在某些领域(例如交通和电网)内成本还是太高,此外,锂和某些应用于蓄能锂电池中的过渡金属的短缺也是潜在的不利因素。然而,相对于其他化学物质,蓄能锂电池具有确定的、根本性的优势:第一,所有化学元素当中锂的还原电位最低,所以理论上锂基电池具备最高的电动势;第二,锂是第三轻的元素,且锂离子是单价离子,半径很小。两个因素结合起来,使得锂基电池在相同体积/重量下具有相对大的容量和功率。更高价的正离子虽然携带电量更多,但迁移率很低,要应用到电池上存在着巨大的障碍,因为离子在固体电极中的扩散往往是电池性能的限速因子。
锂金属在一定时间内不太可能出现明显的短缺。这个观点和曾经的石油峰值论相似。现阶段,随着价格的上涨和开采技术的发展,石油的储量和资源还在继续增长,“峰值”还没得到实际的验证。如果从绝对量上看,把地壳内可用的锂制成电池,足以给全世界的汽车供能。但是,价格因素依然制约着蓄能锂电池的应用规模。实际上,正极材料和电解液用到的锂金属只占总成本的很小一部分,主要的成本来自加工过程和正极材料里的钴金属。考虑到其优势,在便携式电化学能储蓄装置当中,蓄能锂电池很可能是长期的主宰。
基于这点考虑,若能从成本和性能上得到提高,蓄能锂电池的应用将会大大扩展,使很多新技术得以突破蓄能的瓶颈。对蓄能锂电池的研究有相当一部分是关于电极材料的。具备更高放电速率、更大电容量和足够高电压(仅对正极)的电极能显著提高蓄能锂电池的能量和功率密度,减小体积,降低成本。当然一切的前提是材料本身并不贵重或稀有。