高工储能丨专访唐有根：梯次电池储能应用无前途 资源化才是出路
来源：网络 作者：小编 发布时间：2024-01-29 浏览人次：
据不完全统计，2021年上半年湖南已建、在建、规划储能项目总容量4.5GW，位居全国第二。2022高工储能巡回调研走进湖南，并专访了湖南省电池协会会长、中南大学唐有根教授。唐有根对钠离子材料的发展、梯次电池在储能中的应用前景,以及湖南发展储能产业的优势等话题进行较为深入的阐释。唐有根认为，钠离子正极材料多元化发展是未来的趋势；梯次电池在储能上不会有前景，它最终的出路是资源化，即对电池进行资源回收，特别是材料再生回收利用。 
我国锂资源约70%来自进口，锂离子电池的发展存在锂资源卡脖子的问题。钠离子电池是对锂离子电池重要的补充。发展钠离子电池的主要场景是基站电源、电动自行车和储能应用等对能量密度需求不高的领域，具有备成本低、安全性好等优势。电极材料的结构稳定性对电池的基本电化学性能有很大的影响，正极材料的性能(如容量、电压)是决定电池能量密度、安全性及循环寿命等的关键因素。因此，发展高性能的正极材料至关重要。 目前研究的钠离子电池正极材料，主要包括过渡金属氧化物、聚阴离子化合物和普鲁士蓝类化合物。唐有根教授告诉高工储能，未来钠离子正极材料会是一个多元的市场，聚阴离子、普鲁士蓝、金属氧化物，各有长处和不足。正如现在的锂离子电池有三元材料、磷酸铁锂等多种正极材料。因为这个市场足够大，它们可以保持相互并存的局面。唐有根认为，钠离子电池正极材料的发展，就正如当今的锂离子电池技术路线一样。三元锂电池能量密度比较高；而磷酸铁锂电池安全性和性价比更高。那么钠离子的正极材料必定是一个多元化的市场。目前，唐有根教授团队针对钠离子电池的研究，已经有较好的工作基础和产学研合作，未来钠离子电池会有更精彩的产业呈现。当前业界对储能电池的安全性关注度越来越高，水系电池在安全性较有保障，逐渐进入视野。唐有根教授认为，当前对水系电池能量密度有一定的提升，未来可能迎来一定程度的推广应用，但最终还要经过市场的检验。同样，在安全上有保障的液流电池也在加速释放，其循环次数超10000次，安全性有保障。相对锂电池，它的能量密度较低。但它可以然用在能量密度要求不是太高的场景。唐教授也认为，将来液流电池会在广袤的西北太阳能发电和风能发电配套储能中得到大的应用。唐有根也提到，除了技术上的考量，更多是对其商业化的需求。经济上回报是最重要的。目前成本在下降，未来会有更多资本运作。此外，压缩空气等物理性储能仍有有比较大的空间。“未来，储能还是一个多元化的市场，电化学储能、物理储能并存。”除了对储能技术路线关注外，唐有根对电池梯次利用有独到的见解。退役电池可以做资源化回收，但梯次利用在商业应用上没有前景。目前存在的电池梯次利用企业基本没有商业化，最终靠资源化回收来维持企业运营。他谈到，从商业角度，不会考虑电池梯次化利用。第一，电池正常退役后性能衰减严重，能使用的电池并不多，筛选成本不会太低。中国目前梯梯次电池唯一的利用是通信备用电源的使用。因为这些电源使用次数有限，即使没有使用，3-5年也要替换。“第二，梯次电池着火的概率和故障的概率高很多。”唐教授提及，其实他十年前就已经提出，梯次电池在储能行业没有商业化前景这个说法。对于为什么如此肯定，唐有根解释称，从电池化学角度，锂电池前20%容量衰减的使用寿命，可能达到整个电池寿命的80%到90%；后80%的电池容量会出现断崖式下降。储能对电池的故障率和安全性要求高，电池梯次利用在储能不可能成功。普遍来说，储能电池需要几千到上万次的寿命，梯次电池远远达不到。唐有根比较看好电池资源化回收利用。他称，如今碳酸锂价格暴涨，电池资源化回收，特别是材料再生回收，回收利润空间比较大。未来，电池材料再生回收这个技术突破了，梯次电池回收再生会有巨大的市场。“目前电池回收80%企业源自中南大学，比如邦普、格林美、方圆、赣州豪鹏等都与中南大学有很深的渊源。”这是唐有根总结的湖南可以大力发展储能产业的优势之一。在他看来，湖南人才技术优势很明显。企业人才需求完全可以在本地得到解决。目前来看，大部分储能企业的技术人员来自湖南各高校。以中南大学为例，从事储能技术研究的师生有几千人，电池产业链的上市公司，要么由湖南校友创办，要么技术骨干来自湖南。目前湖南电池产业链的优势明显，正负极材料等每个环节都比较完善，产业链完整度高，未来产业集聚效应会比较强。尽管一些环节的深度还不够高，但未来可以做强做大。终端应用未来会有优势，车辆电动化在长沙已经有比较大的趋势了，工程机械电动化也有很好的发展。目前落地湖南的电动车企业数量比较多，湖南本土有储能终端市场的优势、未来发展空间非常大。此外，湖南区位优势很明显，交通畅通，机场高铁都很便利，到深圳、上海、北京等地都很快捷。企业选择湖南，这也是明显的区位红利。目前长株潭正在形成储能产业集群，尽管仍存在产业强度不太高等问题。但政府越来越来重视新能源行业，已经把储能产业纳入重点支持发展的产业。唐教授谈到，总体来看湖南储能产业优势很明显。希望有更多资本介入，推动湖南储能产业进一步快速发展。唐有根，男，汉族，湖南涟源人，1962年10月出生，博士。现任中南大学二级教授、博士生导师，湖南省人民政府参事，湖南省电池行业协会会长，中南大学化学电源与材料研究所所长，化学电源湖南省重点实验室主任，中国储能与动力电源及其材料专业委员会常务副主任兼秘书长，中国电池工业协会理事，中国电化学专业委员会委员。曾先后在德国哥廷根大学，英国圣安德鲁斯大学，澳大利亚昆士兰大学进行访问研究； 近年来主要从事先进电池、新能源材料和应用电化学等方面的教学、科研和开发工作。
来源：高工储能
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