中国工程院院士吴锋:惠州新能源电池产业链发展具有较强优势

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  中国工程院院士吴锋在惠作主题报告

  惠州新能源电池产业链发展具有较强优势

  随着碳达峰、碳中和的推进,新能源产业带动了新能源汽车、储能电站、新型电子通讯等多个细分领域的发展,在制造业当家的主航道上,惠州该如何抢抓新能源发展的重大战略机遇?

  3月16日上午,惠州西湖科学讲坛(第十八讲)举行,中国工程院院士吴锋作“新型二次电池及其关键材料的研究与产业化进展”的主题报告。

  吴锋院士在报告中指出,惠州在新型二次电池及其关键材料产业链方面具有优势,应进一步整合,促进政产学研的结合,努力打造国家级和省级的技术融合平台,实现新一代锂电池及其关键材料全产业链的创新,秉持“绿色、开放、共享、共赢”理念,引领电池未来发展,助力我国“双碳”目标的实现。

吴锋院士在作报告。惠州日报记者李松权 摄

  今年全球锂电池出货有望进入TWh时代

  春日的惠州西湖畔花团锦簇、绿树掩映,丰湖书院澄观楼内,一场关于二次电池的讲座让在座嘉宾听得入神。

  吴锋院士围绕开发高性能二次电池关键材料、突破成本制约、探索新一代高性价比二次电池及其关键材料的规模制备技术等,介绍相关新概念、新理论、新体系、新应用,探讨新型二次电池及其关键材料的未来发展方向并对惠州相关产业发展提出建议。

  走在大街上,细心的市民可能会发现,近年来,新能源的“绿牌车”越来越多了。新能源汽车是我国“战略新兴产业”“制造强国”重点领域之一。我国在新能源汽车领域取得了举世瞩目的成就,整车产销量全球第一,充电设施数量全球第一,动力电池销量全球第一,整体处于国际先进水平。

  吴锋院士指出,汽车装备电动化是不可逆转的世界潮流。中国新能源汽车技术发展趋势,包括能源低碳化、动力电动化、车身轻量化、制造信息化、整车智能化、交通网联化。

  在全球汽车和能源结构大变革背景下,新能源汽车和电池产业保持高速增长。受新能源汽车快速增长的带动,2022年1~10月,全球新能源汽车动力电池装机量为390.4GWh,同比增长75.4%。今年1~11月,中国动力电池装机量约为258.5GWh,同比增长101.5%。吴锋院士说:“叠加动力、储能市场的高速增长,业界预测2023年全球锂电池出货有望进入TWh时代(亿千瓦时)。”

在场的听众参与话题互动。

  绿色低碳和可持续发展成为行业发展主旋律

  当前,锂电池、钠电池、氢燃料电池等各种技术路线竞相发展。吴锋院士认为,锂电池远期发展从一定程度上将受锂、镍等资源制约来看,钠离子电池已展现出成为备选路线的前景,实现规模化、商业化后将与锂电池形成互补的格局,氢燃料电池也在快速发展中,不同的电池存在不同的应用领域,新能源产业面临着机遇与挑战。

  众所周知,18世纪后,煤炭、石油、电力的广泛使用,先后推动了第一、第二次工业革命,使人类社会从农耕文明迈向工业文明,能源也成为了炙手可热的焦点。化石能源大量使用给环境、生态和全球气候带来一系列问题,主动破解、加快能源转型发展已经成为世界各国的自觉行动,能源清洁低碳发展成为大势。

  当前,锂电作为主流电化学储能产业势如破竹,钠电飞速发展,预计未来会率先在储能、低速车等场景实现规模化商业应用。氢燃料电池凭借加注时间短、续航里程长、低温特性好等特点崭露头角,成为“双碳”目标下交通领域新的技术方式;然而还面临技术升级、使用成本的桎梏。要凭借全产业链布局的优势、深厚的技术积累与专业的研发人才团队,不断优化产品,打破价格屏障,打造出客户用得起、用得放心的产品,绿色低碳和可持续发展已经成为全行业发展的主旋律。

  安全仍然是动力、储能电池产业重要关注点

  当前,惠州正着力打造更具核心竞争力的“2+1”现代产业集群,其中石化能源新材料、电子信息产业都与电池材料密切相关,与此同时,惠州也在大力建设惠州新材料产业园,未来惠州重点发展哪些电池材料?

  在讲座中,吴锋院士认为,新型二次电池的发展方向之一是固态化,先达到准固态,然后是全固态电池。但目前距离资本市场或者媒体炒作的可即刻进入产业化大规模应用达到千亿、万亿目标还比较远。这里有固体电解质的室温离子电导率、界面等科学技术问题,还有经济性问题,由于全固态电池需要金属锂,在锂价飞涨的今天,成本可想而知。无论对于新能源汽车还是储能市场,对电池性价比的竞争,日趋激烈。因此要充分考虑技术的阶段性和经济的可行性。

  鉴于我国的锂矿目前从资源上还不足以支撑绿色化学储能的可持续发展需求,亟需构建基于非战略资源限制的储能体系及相关材料,钠离子电池是其中的一个代表,目前尚处于应用示范阶段,正列入国家“十四五”重点研发计划中。

  与此同时,二次电池已渗透到国民经济和人民生活的各个领域,电池产量急剧上升,对社会产生了巨大的环境和资源压力。这将对环境造成负面的影响,也导致锂资源的日渐匮乏,为此亟需加强废旧二次电池关键材料的回收。

  “安全仍然是动力、储能电池产业的重要关注点,是底线,是必选项——这已成为行业的共识。”在吴锋院士看来,目前,行业发展仍面临着不少挑战和困难,产业链环节供需错配、锂电材料价格大幅增长,对产业的健康发展造成了一定影响。特别需要注意的是,基于对电动汽车、储能产业发展前景的预判,全球锂电产业发展面临着战略资源紧俏和供应链安全的挑战。因此,构建非战略资源限制的新型电化学体系作为重要互补也已提上日程。

  发挥产业链优势推动锂电新能源产业创新发展

  惠州拥有较为完善的新能源电池产业链,是国内电池品类最齐全的产业基地之一。在电池制造设备、电池材料(电解液、铜箔、负极、外壳、铝塑膜等)、电芯、电池管理系统以及消费类电池、动力电池和储能电池生产制造等环节具有较强的优势,集聚了亿纬锂能、德赛电池、欣旺达、比亚迪电池、新宙邦、贝特瑞等80多家产业链企业。如何进一步发展惠州新能源电池产业?

  吴锋院士认为,锂电池这些年快速发展,惠州有了亿纬锂能这样的核心企业和一批电池与电池材料相关企业。锂电池是电动汽车和储能的核心,占系统成本的40%~70%。电动汽车和光伏是国家“双碳”战略的重要核心,同时惠州还有核电,所以惠州应该积极构建新型及可循环的电力结构。

  吴锋院士同时指出,惠州的汽车电子产业也不错,有德赛西威这种车联网公司。未来中国电池企业面对竞争日益激烈的国际市场,应该打组合拳,不应只是电池。电池是很好的卡位,同时配合新的三电系统、电池底盘一体化技术、软件定义汽车等行程互补的产业链综合体系,引领行业的发展。

  讲座结束时,吴锋院士表示,新型二次电池作为能源转化与储存的重要环节,面临着新的挑战,要从基础研究和新材料、新技术、新工艺入手,特别要注意具有颠覆性的创新,做到人无我有,并形成产业链,瞄准市场才能长盛不衰。

  惠州日报记者谢宝树 陈相成

  人物名片

  吴锋,中国工程院院士,国际欧亚科学院院士,亚太材料科学院院士;北京理工大学杰出教授、校学术委员会副主任、求是书院院长、材料学院首席教授,博士生导师。发表SCI收录论文600余篇,获发明专利授权100余项;主编出版学术著作多部;作为第一完成人,获国家技术发明二等奖、国家科技进步二等奖各一项,获得何梁何利基金科学与技术进步奖和16项省部级科技奖,并获得国际电池材料学会(IBA)科研成就奖、国际电化学学会(ECS)电池技术成就奖、国际车用锂电池协会(IALB)首次颁发的终身成就奖等4项国际奖以及中国储能杰出贡献奖。

编辑:小丽