阻碍动力锂离子电池发展的瓶颈是什么你知道吗
来源：宝鄂实业
2019-12-03 12:07
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一、锂离子电池发展受限的瓶颈是成本
目前令锂离子电池发展受限的瓶颈还是成本。成本是两方面的，一方面是电池本身的成本，另一方面是为锂电池电动车配套的充电设施成本。举个简单的例子，配备一台电动自行车的36V、10A·h铅酸电池价格约400元，而36V、10A·h动力锂离子电池则需要花约1200元，整整是铅酸电池的3倍，尤其重要的是，一台配备铅酸电池的电动自行车才1800元，而配备锂离子电池的相同电动自行车则需要2600元，锂离子电池在其中占了46%。相比较而言，动力锂离子电池在混合动力车和纯电动车等装置上应用的成本比重更大，因为还需要相配套的充电站网络提供方便快捷的充电。因此，降低成本成为动力锂离子电池应用的重中之重，目前可以从以下途径来降低成本。
1、降低锂离子电池的主要材料成本，尤其是隔膜和电解液成本，目前的隔膜和电解液中的六氟磷酸锂基本靠进口，如果实现国产化则可大大降低制造成本，目前国内已经有两三家企业突破了隔膜制造技术，开始批量生产，但还不能完全替代进口隔膜。
2、扩大动力锂离子电池的生产规模化，提升自动化水平，降低成本，这些需要资金的大量介入，另外需要配套的充电站设施的大量先期投入，提供方便电动车应用的大环境。动力锂离子电池产业发展的主要瓶颈是系统应用的标准化。产业需要推动动力锂电池产业从导入期走进成长期。中国物理化学电源协会和凹凸科技发起的 “电池管理系统开发及应用联盟”将成为联系电池行业和系统应用不同行业厂商的一个纽带，为推动电池管理的行业标准化贡献力量。
二、标准化是制约动力锂离子电池发展的瓶颈
系统应用的标准化也是制约动力锂离子电池发展的瓶颈。基于我国快速发展的电池产业发展纯电动汽车产业是实现我国汽车工业跨越式发展的重大机遇，动力电池产业也迎来了前所未有的机遇，目前，制约我国的动力电池产业发展的因素主要在部分关键材料、制造工艺和装备等方面，唯有研究单位、材料企业、电池企业一起联合攻关，才能取得突破，需要统筹安排，特别是行业共性技术，如能形成有效的联合攻关和技术转移机制，将有利于行业技术水平的快速提升。
联盟的战略目标是：用2到时候年的时间，发展成为具有行业影响力的绿色电池产业联盟组织；建设以中国企业为起点，面向世界电池产业，以世界一流电池管理技术为平台的产业联盟；协助电池行业组织制定统一的电子接口和机构标准，为全球动力电池产业的发展作贡献。
动力锂离子电池的发展是一个系统工程，受到多方面因素的影响，而且很多因素相互制约，一起影响动力锂离子电池的发展，如原材料的价格直接影响着电池的价格，而电池的价格又直接影响着市场的认可。此外消费者的消费习惯也对动力锂离子电池的发展带来不可忽视的影响。对于这些影响因素，一方面需要生产环节进一步降低成本，包电池原材料的生产和电池的制造。对于市场方面的问题则需要一个逐渐认识和成熟的过程，有时需要克服一些消费习惯方面的问题。
三、动力锂离子电池发展的瓶颈在于能量密度及安全性提高
动力锂离子电池发展的瓶颈在于能量密度的提高、安全性提高、成本控制三个方面。能量密度的提高与电池安全性的提高具有一定的矛盾，因此必须在二者之间寻找平衡点，在保证安全性的基础上不断提高电池的能量密度，可以通过正极材料体系及电解液的不断改进来达到目标。电池成本降低的瓶颈又在于进口隔膜等材料的成本较高，而且目前铜等金属的价格一直上涨，对电池的成本降低带来一定的困难，不过随着科技部等政府机构对隔膜国产化的不断支持，加之电池生产厂的自动化程度的不断提高，电池的材料利用率及电池合格率也不断提高，相信电池的成本还会不断降低。
发展动力锂离子电池产业还需要从材料、技术方面努力：
①需要解决快充快放电能力方面的不足。
②需要解决锂离子电池电解液溶剂体系易燃易爆的不足。
③使电池隔膜早日国产化。
④材料方面，正负极材料和电解液国内企业逐渐形成竞争力，主要是技术指标的提升，隔膜的国产化也在实现中。电池制造工艺和装备方面的问题比较大。国家应在产业政策、关税政策等方面鼓励自主创新和引进消化吸收再创新。知识产权方面也需要在战略和策略方面统筹考虑，行业协会可以发挥更重要的作用。
动力锂离子电池还处在初期发展阶段，还需要继续完善提升技术水平。产业界在政策上最需要的则是政府在新能源产业方面继续加大产业化开发的经费和投资支持，需要政府在税收政策、基础设施配套以及促成产业界之间的投资等方面进行支持。
目前动力电池的电芯已经开始量产，经过多年的努力，在电动工具、电动自行车和电动汽车、混合动力汽车中已经开始应用。随着各个电池生产商大规模动力电池生产线量产条件的不断成熟，2008年底，中国的动力电池的生产将迈上一个新的台阶。目前，电池管理系统开发还是薄弱环节。政府在新能源技术的投入，在电动汽车、电动自行车方面的政策支持，甚至税收的支持，都将推动目前的产业发展。
动力锂离子电池的发展受各个环节的影响，首先离不开政策的支持，有政策的积极扶持和引导，创造一个合适的发展环境会对动力锂离子电池产业产生巨大的推动作用，如采取适当的政府补贴必然会刺激动力锂离子电池的迅速发展。从电池制造环节来看，在生产技术上已经不存在大的障碍，但是生产电池所需要的原材料情况各不相同，如正负极材料及五金配件国内均可生产，工艺技术上正在逐步提高和完善；而电池隔膜主要还是依赖进口，因此需要从生产和研发上积极研究和探索生产工艺，使电池隔膜早日国产化。
发展动力锂离子电池产业主要是从材料和技术方面进行大量研究，提高电池的安全性能和能量密度及功率密度，解决单体电池使用一致性的问题。动力锂离子电池的材料方面，正极磷酸铁锂材料尽管可以满足电动汽车对锂电池的要求，但仍然存在一些缺陷。
1、需要解决快充快放电能力方面的不足。因此，需要对磷酸铁锂材料进行研究，进行纳米化，对导电剂进行优化，从而使电池能够满足这些要求，可喜的是，电池及材料专家们在这方面已取得了突破性进展。
2、需要解决锂离子电池电解液溶剂体系易燃易爆的不足。目前动力锂离子电池电解液溶剂体系仍然存在着易燃易爆的缺点，因为使用了磷酸铁锂和锰酸锂等较安全的正极材料，再加上使用软包装或塑料包装，从而使电池的安全性大大提高。但其本身的可燃性仍然存在，仍是一个安全隐患。因此，有针对性研究一些阻燃添加剂或使用离子液体，可以从根本上解决电解液易燃易爆的问题。
如何巧妙解决单体电池使用一致性的问题仍是发展动力锂离子电池产业的努力方向，研究的单位不少，取得成绩的也不少。比如凹凸科技的动力电池管理系统，在动力电池行业取得了巨大成功。但仍需要继续努力，使电池真正达到一致使用。
目前政策上对电动汽车或混合动力汽车的支持力度还是很大的，对动力锂离子电池的支持力度就较差，进一步到相关材料产业的支持就很微弱了。
政策上应对动力锂离子电池正负极材料、电解液及相关阻燃剂、离子液体、新型锂离子电解质等产业提供适当的支持。尤其是对电解液及相关阻燃剂、离子液体、新型锂离子电解质的研究方面的支持明显不足。有些关键材料质量明显不能满足目前研发的需要，更不用说满足未来发展的需要了。
动力锂离子电池要想得到更快更好的发展，材料的改进是根本，正极材料、电解液、负极材料以及新材料开发出来后相匹配的电极技术、电池体系匹配研究等都有大量的工作需要完成。随着材料技术的不断改进，电池的性能也将不断提高。
目前国内在材料以及电池机理方面的研究比国外差一些，尤其是动力电池以及电动汽车这样一个新兴的领域，在很多电池制作过程或电动汽车应用过程中出现的问题无法找到合理的原因，缺乏完善的检测及分析手段，希望政府能够在电池的基础分析及研究方面给予支持；另外，动力锂离子电池的生产过程中对厂房的湿度、洁净度等都有严格的要求，因此企业从起步阶段到完全达产是一个非常艰难的过程，需要政府能以银行贷款或类似的方式支持企业的产业化工程；第三，电动汽车行业的发展直接影响到动力电池的市场前景，希望政府能够在新能源汽车的相关政策方面可以给予一定的支持，从而推动这个新兴领域的快速发展。
