如何解決鋰離子電池材料性能與成本之間的矛盾?

眾所周知，在電極容量的問(wèn)題上，所有的鋰電材料都面對(duì)著與磷酸鐵鋰同樣的問(wèn)題，即如何處理功能與成本之間的敵意。面對(duì)這種敵意，專(zhuān)家們積累了納米材料的研究方法和相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，使我們具備了納米電極材料應(yīng)有的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)。我們可以很簡(jiǎn)單地將過(guò)去納米材料的編程概念和制備技術(shù)擴(kuò)展到納米材料的討論和發(fā)展，并簡(jiǎn)化合成過(guò)程。我們應(yīng)該開(kāi)發(fā)一種成本低，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的材料。

事實(shí)上，近年來(lái)有很多成功的轉(zhuǎn)變。崔是斯坦福大學(xué)的教授，在納米材料和納米技術(shù)方面處于前沿，現(xiàn)在他已經(jīng)了解了用于鋰離子電池的納米級(jí)電極材料，并在世界領(lǐng)先的雜志上公布了他的研究成果，例如成功地制造了硅碳負(fù)燒結(jié)線。這種新型電池的體積是現(xiàn)有鋰離子電池的10倍。在國(guó)內(nèi)，納米材料的研究具有很好的研究方向。

在納米與鋰的結(jié)合中，我們始終充滿(mǎn)信心和熱情。起初，實(shí)驗(yàn)室的專(zhuān)家選擇了磷酸鐵鋰和石墨烯這兩種當(dāng)今物質(zhì)世界的新材料作為他們的研究指南。經(jīng)過(guò)兩年的不斷努力，經(jīng)歷了從實(shí)驗(yàn)室非金屬燒結(jié)爐小型試驗(yàn)到目前粉末動(dòng)態(tài)加熱爐100公斤的中試，將磷酸鐵鋰材料轉(zhuǎn)化為真正的納米材料，將粒度控制在100納米，但不新增生產(chǎn)成本。有關(guān)石墨烯材料，我們開(kāi)發(fā)了一種新的方法來(lái)結(jié)束高導(dǎo)電石墨烯的大規(guī)模制造。通過(guò)我們的方法，可將膨脹石墨烯材料的生產(chǎn)成本降低到790元/公斤(初始預(yù)算值)，使石墨烯的大規(guī)模應(yīng)用成為現(xiàn)實(shí)。目前，有關(guān)磷酸鐵鋰和石墨烯的科學(xué)研究正如火如荼地進(jìn)行著，在其中占有一席之地并不簡(jiǎn)單。比亞迪寫(xiě)下了我國(guó)初創(chuàng)公司的神話，該公司的一位副總裁解釋了他們的成功哲學(xué):我們從不害怕核心技能。別人有，我敢做;別人沒(méi)有，我敢想。比亞迪在每個(gè)階段都有問(wèn)題，我們會(huì)說(shuō)，‘你解決不了它，不是因?yàn)槟闳狈μ熨x，而是因?yàn)槟闳狈τ職狻?rsquo;

事實(shí)上，動(dòng)力鋰離子電池最重要的研發(fā)政策是高能量密度、高功率特性、高安全性和低成本(或長(zhǎng)壽命)。因此，一個(gè)團(tuán)隊(duì)研究鋰離子電池是沒(méi)有意義的，因?yàn)殇囯x子電池不能在高實(shí)用的納米級(jí)電極上出現(xiàn)數(shù)據(jù)。雖然磷酸鐵鋰納米材料在燒結(jié)機(jī)回轉(zhuǎn)窯后的測(cè)試線畢竟是比較優(yōu)越的，但由于生產(chǎn)成本高，磷酸鐵鋰納米材料的價(jià)格一度超過(guò)30萬(wàn)元/噸，限制了其大規(guī)模應(yīng)用。

雖然大多數(shù)制造商都聲稱(chēng)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，但幾乎所有產(chǎn)品都不是真正的納米，重要顆粒尺寸通常為200-300納米。因此，國(guó)內(nèi)磷酸鐵鋰的電化學(xué)性能數(shù)據(jù)相對(duì)較差，所生產(chǎn)的動(dòng)力鋰電池遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足電動(dòng)汽車(chē)的要求。這種準(zhǔn)納米磷酸鐵鋰的生產(chǎn)成本自然較低(一般為7-8萬(wàn)元/噸)，價(jià)格一般為12-15萬(wàn)元/噸，以保證利潤(rùn)。事實(shí)上，即使是10元/噸的價(jià)格關(guān)于汽車(chē)動(dòng)力鋰電池來(lái)說(shuō)也是不可接受的。

許多專(zhuān)家和公司認(rèn)為，當(dāng)磷酸鐵鋰材料價(jià)格跌至7-8萬(wàn)元/噸或更低時(shí)，磷酸鐵鋰動(dòng)力鋰電池可能會(huì)得到廣泛應(yīng)用。由于這個(gè)原因，磷酸鐵鋰的效用和價(jià)格之間仍然存在巨大的競(jìng)爭(zhēng)。此外，磷酸鐵鋰的間歇性共屬性一直是一個(gè)難以解決的問(wèn)題，給電池設(shè)計(jì)帶來(lái)了很大的困難，影響了電池設(shè)備和應(yīng)用。