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打好基础做大市场

本报记者刘碧玛
    能源的稳定发展是国家政治、经济、外交、安全的重要保障,锂离子二次电池是新能源材料中极具发展前景的绿色电池。为加快我国新能源材料的研发步伐,国内新能源材料产业要能源是人类经济发展、生活水平提高、文明进步的基础,能源的稳定发展是国家政治、经济、外交、安全的重要保障。然而,随着人口和经济的持续增长,我国在能源的需求、供应、利用和开发上都将面临严峻的挑战。因此,提高资源利用率,开发新能源材料是十分迫切的任务。

  (一)

  新能源材料是指实现新能源的转化和利用以及发展新能源技术中所要用到的关键材料。主要包括储氢电极合金材料为代表的镍氢电池材料、嵌锂碳负极和LiCoO2正极为代表的锂离子电池材料、燃料电池材料、Si半导体材料代表的太阳能电池材料以及铀、氘、氚为代表的反应堆核能材料等。

  锂二次电池是上世纪90年代新发展起来的绿色能源,其研究开发一直是国际上一系列重大科技发展计划的热点之一。例如,1991年成立的美国先进电池联合体(USABC)每年投入数亿美元率先开展电动车用绿色电池的相关研究。日本制定的新阳光计划也将其列为研究重点。据日本野村综合研究所预测:2005年前EV(电动汽车)和HEV(混合电动汽车)中的电池将以镍氢电池为主,2005年后锂离子电池的比例将逐渐上升,并很快占主导地位。2010年绿色动力电池市场将超过240亿美元。显然,绿色电池的产业发展将对国民经济产生巨大影响。据了解,在电池技术研究不断创新的同时,国际上已有若干大型二次电池储能调峰电站进入试运行,不仅促进了能源的有效利用,而且与使用绿色电池的电动汽车产业相互推动。

  (二)

  锂二次电池是我国能源领域重点支持的高新技术,从1987年国家863计划启动开始,就组织了镍氢电池和锂离子电池关键材料和技术的研究与开发,并组织了电池技术攻关,现已初步形成了一定的产业规模。我国在“九五”期间将电动汽车列入重大产业化工程项目,在“十五”期间又将其列为国家高技术(863)计划重大专项。燃料电池、镍氢动力电池、锂离子电池等相关材料研究开发均得到了大力支持。“十五”期间,实现混合动力电动汽车的批量生产及产业化,推动纯电动汽车在特定区域的商业化运作,建设我国动力电池与相关材料的产业化基地。最近国家发改委又决定支持我国锂离子动力电池产业化示范基地的建设,以进一步推动我国锂离子动力电池的发展。

  与国际上快速发展的电池技术比较,我国在技术更新速度和创新能力方面还存在较大差距。为了从基础理论方面更好地指导绿色电池领域整体技术的发展,促进国家能源结构向绿色和可再生的方向调整,科技部973计划已批准“绿色二次电池新体系”立项,根据产业发展的需求,从基础及应用基础研究入手,以电池材料的创新研究为重点进行绿色二次电池新体系及相关重大技术问题研究,与我国中长期新能源材料研究计划衔接。

  (三)

  在国家高技术(863)计划重大专项等支持下,我国在小功率镍氢电池和锂离子电池产业化方面已取得可喜进展,镍氢电池已形成1亿安时的产业化群体。锂离子电池的发展更快,年生产2亿余只,已占世界总产量的20%,打破了日本产品一统天下的局面。这两种绿色二次电池的大部分原材料基本上实现国产化,已形成了从上游产品、原料制备、设备制造、电池加工和出口贸易以及下游产品的产业链。

  在过去的三年中,以中信国安集团为中心的北京新材料(锂电池材料)制造产业发展迅速,不仅对国内的电池发展起到了关键性的促进作用,对全球性的电子与信息行业也起了促进作用。以1999年为例,国际市场上的锂电池正极材料每吨售价高达60万-70万人民币,而现在降到20多万人民币,在很大程度上,中信国安盟固利公司起到了很大作用。

  中信国安盟固利公司的锂电池材料研发工作得到北京市科委的高度评价,被评为2003年科技进步一等奖,并被推荐为国家科技进步奖。该公司的另一成果锰酸锂电池经过半年多试生产,产品的稳定性和电化学性能较好,120Ah的锰酸锂电池通过科技部电动汽车安全试验。据盟固利公司有关负责人介绍,公司现有6条钴酸锂原料生产线,但产品还是供不应求,为了解决市场需求,公司去年又在北京近郊香河县建立了生产基地,并已开始投产。这位负责人非常有信心地表示:今后3年,盟固利公司将会快速发展起来。2004年是非常关键的一年,必须打好基础,计划投资2个亿左右用于产品研发和新的生产线的建设,让电池的生产能力翻10番,估计2005年电池、材料的产值加起来将达到10亿-15个亿。

  最近,国内有关专家在新能源材料中长期科技发展战略报告中提出:“从2005年开始,配合EV和HEV的产业化发展,我国要实现绿色二次动力电池的规模化生产,主要研究课题包括:针对绿色动力电池的安全性、大功率输出、回收再生等一系列与实际应用和资源环境相关的重大问题,探索和发展“可控电池反应”、“电池再生”等新的技术原理,提出有效的解决方法。希望国内该领域的企业抓住机遇,加快绿色二次电池从实验室到产业化的进程,在国家层面上做出有显示度的成果来。

  相关链接

  新能源材料

  新能源和再生清洁能源技术是21世纪世界经济发展中最具有决定性影响的五个技术领域之一,新能源包括太阳能、生物质能、核能、风能、地热、海洋能等一次能源以及二次电源中的氢能等。新能源材料则是指实现新能源的转化和利用以及发展新能源技术中所要用到的关键材料。主要包括储氢电极合金材料为代表的镍氢电池材料、嵌锂碳负极和LiCoO2正极为代表的锂离子电池材料、燃料电池材料、Si半导体材料代表的太阳能电池材料以及铀、氘、氚为代表的反应堆核能材料等。

  当前的研究热点和技术前沿包括高能储氢材料、聚合物电池材料、中温固体氧化物燃料电池电解质材料、多晶薄膜太阳能电池材料等。

  前景广阔的锂离子二次电池

  锂二次电池是上世纪90年代新发展起来的绿色能源。也是我国能源领域重点支持的高新技术产业,以其高可逆容量、高电压、高循环性能和高能量密度等优异性能而备受世人青睐,被称为20世纪的主导电源,其应用领域不断扩大,目前已由3C(Consullle,COpe。dCommunicabo)市场扩大至4THCCORDLESST00LS,无绳工具市场。迅速对电池市场发起冲击,大有独瞩天下之势,产值也多达30多亿美元。

  

  

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