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专访中科院电工所研究员陈永翀:研发储能专用锂电池会成为行业趋势

作者:曾潇语 来源:中国储能网 时间:2019-01-10 浏览:

中国储能电站网讯:在全国储能产业巡回调研之后,中科院电工所研究员陈永翀认为储能行业迎来了一个临界点。

他认为,2018年以来,储能行业出现很多积极的变化,储能的春天已经到来。

陈永翀提出,大型储能电池还需要一些根本性的、颠覆性的创新突破,用以适应不同储能场景的应用需求,向“低成本,长寿命,高安全,易回收”的目标发展。

在他看来,储能行业的安全问题已经开始出现,若不能有效解决安全性问题和实际的使用寿命问题,电化学储能也可能遭遇“倒春寒”。

储能产业发生两大变化

中国储能网:在2017年和2018年,您参与了储能应用分会组织的储能产业巡回调研,您认为中国储能市场发生了哪些大的变化?

陈永翀:严格意义上讲,中国还没有出现真正意义的储能市场,但储能产业发展的春天已经到来了。相比2017年,储能应用的一个很大变化是电网侧储能的迅速崛起。2018年,电网侧储能有较大进展,主要是电网公司作为主导推动了多个项目。相比较而言,用户侧储能的发展相对慢速。

从电池角度来看,很多电池公司,面临动力电池产能过剩的局面,也想给电池找一个新的应用领域,储能成了大家看好的一个应用方向。不过,动力电池与储能电池的技术路线应该分开,未来会出现专门针对不同应用场景的各类储能专用电池。2018年,退役动力电池的梯次利用也成为行业讨论的热点问题。我认为,退役动力电池“由大到小”的梯次利用是可能的,已经有很多公司在积极布局尝试;但退役动力电池“由小到大”应用到兆瓦级储能电站是不可行的,会面临相当多的问题。而且,即使是拆解后“由大到小”的梯次利用,也需要很好地规范监管,否则会出现不可控的灰色产业链,给社会带来巨大的安全隐患和行业灾难。

中国储能网:回顾2018年,您认为中国电化学储能技术发生了哪些大的变化?

陈永翀:研发层面,大家已经开始普遍意识到储能电池与动力电池的不同,意识到需要根据储能应用场景的不同需求,开发各类专用储能电池。而在此之前,很多研究人员是以技术为中心,而不是以问题为中心,开展似是而非的储能电池研究工作。这一点,在2018年有很大的改观。

应用层面,电化学储能技术的变化主要反映在成本的快速下降,储能电池的招标价格已经降到了1元/wh左右。当然,未来还需要从全产业链角度进一步考虑电化学储能的运维成本和回收成本。

电池技术需要颠覆性创新与突破

中国储能网:您认为,大型储能电池还需要一些根本性的、颠覆性的创新突破,用以适应不同储能场景的应用需求,向“低成本,长寿命,高安全,易回收”的目标发展。能否具体解释一下?

陈永翀:现有动力和储能锂电池是由手机电池等微小型电池渐进式发展而来,除了将电池体积变大以外,还没有脱离小型电池粘接涂布薄膜电极结构和内部并联极耳引出结构的核心设计思路,这给大型储能用锂电池的一致性设计造成了根本性的难题。另外,电池制造成本居高不下,使用存在安全隐患,电池报废后的回收处理也非常困难。因此,有必要彻底脱离原有小型电池的设计思路,研究颠覆性的大型储能电池结构技术,并结合材料技术创新,研究低成本的制造技术、安全延寿的修复技术和绿色环保的回收技术,开发各类容量型储能电池、功率型储能电池和能量型储能电池,以满足不同储能应用场景的需求,支撑储能产业的创新突破发展。

中国储能网:储能系统的安全性已经成为一个重要话题,您对此有哪些建议?

陈永翀:现在业内对安全的重视程度还不够,我们也担心一旦出现规模性的事故爆发,行业的发展将会遇到“倒春寒”。目前,行业已经开始改进产品,重视消防设计,增加安全消防措施,但目前在这方面还没有很好的办法,外在的消防措施很难有实质性的帮助。

从储能电池类型来看,如果打分的话,目前储能用锂电池的安全性能在及格线60分上下的水平。合格的磷酸铁锂电池高于60分,一些做得不好的磷酸铁锂电池和三元电池可能达不到60分。

大型储能电池的安全性能要想有实质性的进步,必须实现电池内部可控,这也是我们研发新型储能电池很重要的一个研究方向。不能等到电池冒烟起火再解决储能系统的安全问题,未来一定要从内部控制电池变化,彻底解决电池短路造成的热失控问题,这方面需要电池技术的颠覆性创新与突破。

中国储能网:展望2019年,你对储能市场有何预测?

陈永翀:电网储能正在成为电力系统的“刚需”,根本原因在于我国新能源电力的快速发展,风电和光伏发电已经成为仅次于火电和水电的第三大电力来源。另外,随着电化学储能成本的快速下降,储能在原来缺乏竞争力的领域也逐渐拥有竞争力。随着示范和商业项目的增多,电网系统也会形成使用习惯,储能将成为刚需。

抽水蓄能仍将是储能尤其是电网侧储能的绝对主力,但专门的储能电池会成为趋势并得到快速发展。

储能是新能源领域技术产业的第三次爆发,我国储能的发展取决于能源结构转型的程度和电力体制改革的深度。储能的价值已经逐渐被发现,但是储能的价格没有被很好地表达。因此需要结合电力体制改革,“还原能源的商品属性”,在价格政策方面尽可能丰富地体现储能的价值。

当然,政策是辅助,市场是主体,因此要充分吸取光伏产业和新能源汽车产业政策制定方面的经验教训,避免出现过度的政策依赖和补贴依赖,以促进储能产业的健康可持续发展。

关键字:储能专用锂电池 陈永翀

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