9月9日，第二屆儲能電池技術發展方向研討會在京召開。

本次會議由中國化學與物理電源行業協會儲能應用分會與中國科學院電工研究所儲能技術研究組聯合主辦，北京好風光儲能技術有限公司、浙江南都電源動力股份有限公司、中天儲能科技有限公司、長興太湖能谷科技有限公司及合肥博澳國興能源技術有限公司等單位聯合支持。

哈爾濱工業大學教授出席了本次會議，并發表了題為《儲能用鋰離子電池關鍵材料及應用進展》的報告，以下為演講全文：

王振波：我是來自哈爾濱工業大學的王振波，我今天報告題目是儲能鋰離子電池關鍵材料及應用進展，我將從以下五個方面介紹我報告基本情況。對于儲能來說大家可能并不陌生，對于儲能種類來說，大家可能知道的并不多，我簡單說一下。第一種儲能方式是抽水儲能，其也最成熟，占比最大的一種儲能方式，占總的裝機容量的96%；其他的如熱能儲存、機械儲能和電池儲能的總和才僅僅占4%左右。這是全世界儲能基本情況。

這是近十年來全球的電化學儲能有總體裝機情況統計。電化學儲能相對于其他的儲能方式來說，在規模和場地上更加靈活，而且適應性更強，并具有更快的響應速度，從2016年開始有一個很大的發展增量，增長非常顯著的。從2017年全球新增裝機容量來看，前十位的有這樣十個國家，美國排第一位的，我們中國是排第五位，而且在一些小的國家，比如荷蘭和新西蘭有一個很好的表現。在2017年全球儲能技術供應商中，我們國家有兩個單位，南都電源和比亞迪，韓國有兩家，日本有一家。電化學儲能領域里包括很多儲能器件，如鋰離子電池、鉛酸蓄電池、鎳氫電池、超級電容器、鈉硫電池等等，以及今天上午講的全固態電池，還有一些其他的電化學儲能方式，他們在不同的領域，根據他們自己的特點都有一定的表現。從2017年全球的電化學儲能累計裝機來看，鋰離子電池還是一家獨大，目前達到59%這樣一個比例。從2017年新增的電化學儲能容量來看，93%是鋰離子電池，7%左右是鉛酸，其他的非常少。目前大家都知道鋰離子電池成本還是比較高的，技術還不成熟，常常出現這樣那樣的問題，所以我們認為鋰離子電池還是在儲能領域處于市場導入期。在2017年全球的一個儲能鋰電池出貨量10.4個Gwh，同比增長38%；相信在未來，隨著我們國家政策推動作用，以及鋰離子電池成本和技術成熟，在儲能領域會有更好的表現。

簡單介紹一下第二個問題，我們在儲能領域的研究，主要做的是鎳鈷錳523正極材料，對生產做了一些研究，我們也對他進行一個改進研究， 1C倍率放電容量大于157mAh/g。我們也對它進行了一些性能的改進，比如我們對它進行鈦等離子摻雜，進而實現倍率性能顯著提升。我們工科院校，跟企業合作比較密切的，在和企業合作過程中，把企業生產小顆粒材料和一些大顆粒材料進行一些混配，這樣既可以提高材料的倍率性能和能量密度，同時為企業減少了不必要的浪費，提高了企業的效益，這個已經在企業實現了轉化。另外我們自己也做了一些工業化的探索，我們自己做的鎳鈷錳523正極材料，和西安企業做了一些合作，有近190噸的出貨，其性能滿足動力和儲能要求。

鎳鈷錳622比523高8-15mAh/g，2015年我們對它進行中試，對對其進行改性處理。NCA材料大家都知道，因為比能量相對比較高，所以未來認為是“十三五”期間電動汽車上必用的一種材料，我們對它進行一些研發。對基本制備工藝技術及性能進行了改進研究；另外對它進行一些摻錳酸鋰的改性研究。大家都知道特斯拉電動汽車上的電池用的就是這種正極材料。我們國家的電池企業做這種電池的時候受到很多因素影響，目前還沒有真正做成質量非常好的NCA電池；因而我們國家選擇退而求其次采用鎳鈷錳811的技術路線，大家也在進行研發。

另一種材料我們做的就是高壓鎳錳酸鋰，這是二元的材料；大家知道鈷儲量有限、且具有放射性，在下一個五年或者更長一段時間內，應該來說低鈷的材料應占主流。我們對這個材料進行詳細的的研究。如果這種材料和鈦酸鋰配的話，可以給出3.2伏電壓工作電壓，所以單體電池比能量可以達到110瓦時每公斤。我們做了一些工藝上的探索，做成了這種球形的、中空的、多孔的材料，3000次容量保持率為76.2%，這是文獻上報道是最好的數據。對于“十四五”來說，另一種材料是我們應該著重關注的，“十四五”期間應該是單體電池能量密度要達到350瓦每公斤，如果再發展的話，富鋰錳基材料是我們必須要進行科研公關的。但富鋰錳基材料電導率比較低、倍率性能差、循環過程中存在電壓衰減。我們在這里做了一些工作，作一些復合，復合后材料容量可以達到304 mAh/g，其首次效率達到91.7%，這個性能是非常不錯的。對于鋰離子電池來說如果一個材料循環超過300次的話，就有很好的應用前景。目前這種材料我們已經做到了400周循環，容量保持率是87.7%，而且倍率性能也非常不錯。

此外其他材料里面我們也做了探索，比如鋰（鈉）混合電容器。其吸收了兩者的優點，但并不完全具備兩者全部的優點；我們在這里做了一些工作，想提高它的比能量，我們自制的鈦酸鈉和鈦酸為負極材料，石墨烯為正級材料，做成軟包鈉離子混合電容器，它的體積能量密度我們做到了15.6瓦時每公斤和120瓦時每公斤的功率密度和能量密度，5000次循環后質量保持率達82.5%。

在鈉離子電池材料方面，上午胡老師也介紹了，鈉離子電池我們做了一些工作，以工程應用為主，我們制備了磷酸釩鈉正極材料，其循環2000次容量保持率為90.2%。儲能鋰離子電梯電池方面也做了一些工作，我們搞工程的，和企業合作比較多，跟西安瑟福、山東奧冠、浙江天能開展深度合作，在軍品、動力、儲能等領域做了一下研究工作。這是我們合作開發的磷酸鐵鋰電池，其額定容量是20AH，適合于對體積不是很敏感的領域。

對這種磷酸鐵鋰電池的低溫和高溫也進行研究：零下20度放電不低于常溫的75%，55度放電不低于99%。這是兩支電池做的四千次的平行性實驗，兩支電池一致性非常好。這是37Ah三元NMC/C 的單體電池性能，比能量我們做到了220Wh/kg；可以實現3 C充電和8C放電。這是它的低溫性能和倍率以及充放電性能，-20℃1C放電比例大于82%，55℃1C放電比例大于102%；5C倍率充電，恒流充電比例為73%；8C倍率放電比例為85%。5C和8C的倍率特性表現也很不錯。這是兩支NCM/C的電池循環性能曲線，1C滿充放2500次容量保持率大于85%。

另外我們也做了一些NCM配鈦酸鋰的軟包電池，大家都認為和鈦酸鋰配的電池一般都是圓柱，軟包電池是比較難做的，要脹氣。我們做的能量密度為72瓦時每公斤。我認為這種電池不會是一個大眾產品，應該是一個小眾產品，適合于低溫和快速充電放電的時候，非常適合于國家一些特殊的在低溫條件下的環境，另外對于體積不敏感的領域也是很好的應用。

這種電池零下四十度放電容量大于常溫的62%。我記得有些企業宣傳的是零下40度70%，我們沒有做到這個程度，零下四十多度我們國家在北部能有這個溫度，其他也沒有，所以我們僅僅開發了針對這一個小的領域做了一些這方面工作。我認為做適合市場的產品可能更好一點，對于企業來說做那么多的無用功是沒有必要的。對于我們哈爾濱來說，我記得我上學時候零下35度就那么幾天，現在連零下30度天氣都找不著了，開發零下40度電池到底有沒有意義，有多大意義，的確值得我們商榷，我們花錢不討好，這個事情應該少做為妙。

我們還做了3 C充放電測試，11000次容量保持率大于80%，6C充10C放容量保持率大于81%。對鋰離子電池來說我們是工科院校，我們還做了一些電池系統應用示范，下面都是軍用電池，大家不要外傳。我們軍用電池做的小一點的幾個安時電池包，有異型電池，大一點的幾十個安時的，在軍口很多地方都有應用。另外我們做的略大一點的有27個安時的，還有更大一點的45安時的，應該有兩個千瓦時。做的更大的就是400個安時的，這是我剛剛做完的一款跟企業合作電池，目前在某國家的檢測中心正在進行比測。

下一個就是國內的儲能市場展望，2016年應該是我們國內電化學儲能領域的元年，在這一年也就是“十三五”初期開局之年，電化學儲能領域得到了國家政策的大力支持，被納入“十三五”規劃綱要，這是非常了不起的事情。隨著國家和地方政策相應出臺，我們企業如雨后春筍般都在往儲能領域發展。有人更樂觀的估計說到“十三五”末期，2020年達到千億水平，當初我就說有點太樂觀了，我想盡管我們國家的政策進行了很多這方面刺激，也實現了爆發式的增長，但是我想這就相當于我們國家在七八十年代的經濟增長一樣，我們一窮二白，底子薄，增長10%，連續增長幾十年增長不了多少，美國人家底子厚，增長百分之二三就很多了，動力電池和儲能電池一樣的，雖然儲能電池增長非常快的，但基礎比較薄弱的。從另一個角度來說，可以看到我們國家政策從“十三五”期間終于關注儲能領域里，相信未來我國儲能領域會有更大的發展空間。

從近12年的國內電化學儲能裝機來看，2016年是元年，到2018年預計達到560兆瓦時，到2020年復合增長率達到46%。國內市場還是鋰離子電池一家獨大，之后就是鉛酸電池，而2017年我們國家的裝機容量來看，鉛酸電池相對來說比較少，幾乎都是鋰離子電池，這與國家大的政策有關系。但是我想隨著未來發展，鋰離子電池一定是占整個支配地位的一個領域。2017年鋰離子電池出貨達到5個GWh，預計2018年達到8.21個GWh，2020年達到16.64GWh。我們國家鋰離子電池市場為1300多個億，已經達到世界總市場一半份額了。盡管儲能市場有前三年的迅猛增長，但是還沒有達到預期的千億水平，需要大家進一步努力。

2017年國內的儲能技術主要供應商有南都等5家，剛才我說了在國際上南都排進了前五，緊隨其后的是雙登、圣陽、中天科技、三星，還有其他企業也都加入了這個大軍，這是一個好事。從整個國內的儲能發展來看，電池技術的確需要我們去提高，鋰離子電池到成熟期了嗎？絕對沒有。還需要我們廣大同仁進一步努力來提升它的技術水平。項目的運營可能不是非常成熟，需要我們改變模式，我看有一些投資融資的朋友也在場，希望能夠在儲能領域有一些投入，跟我們企業一起投入一些，但馬上就要見效益，相對比較難的。希望投資商能在鋰電儲能行業和我們真正做長久夫妻，使鋰電儲能這個行業健康的茁壯成長。

未來我想我們一定要生活在智能電網控制下的智慧城市里，電化學儲能是必不可少的，希望大家共同努力，實現電化學儲能大發展。21世紀是新能源的世紀，我們堅信：新能源能夠使我們生活變的更加美好，謝謝大家。