新型储能锂离子电池或将问世

在近期举办的“2016我国储能技术与应用大会”上，我国科学院电工所储能技术研究组组长陈永翀发表了“基于可回收理念的新型储能锂离子电池研究”主题演讲，分享了其团队有关新型储能电池的研究成果。这种新型结构的储能锂离子电池，不但让锂离子电池真正做到可回收，还降低了电池的制造成本和使用成本，具有传统锂离子电池所不具备的很多优点，从技术创新的角度来说，电池回收或将迎来曙光。

无论是圆柱锂离子电池还是方型锂离子电池，从内部结构来看，所有的锂离子电池都是粘结电极，而粘结电极给动力锂离子电池的回收带来很大困扰。钴元素和锂元素回收要拆解，由于杂质太多，只能把粘结的电极全部打碎，里面碎的铝箔、铜等材料重新用冶金方式回收。陈永翀表示，这样回收不但成本高、污染大，回收过程中出现的酸、碱处理也是个问题。

其次，这样的粘结结构还导致锂离子电池的动态循环寿命缩短。假如将锂离子电池用作静态储能，电池的循环寿命会很长，但是在运动状态中使用，使用环境会使电池寿命受到影响。此外，随着不同季节温度的变化，电池内部也会出现膨胀、收缩等现象，久之活性颗粒接触内阻升高，电池极片松动脱落，电池循环寿命会急剧下降。

“所以动力锂离子电池的寿命和狭义的静态储能电池的寿命不相同，在实验室静态下测试很好，但在动态实际情况下使用寿命不见得会很好，这个要差别开来。”陈永翀说。

此外，动力锂离子电池和储能电池要串联、并联，要求电池具有较好的一致性。电池涂布厚度很薄，比如100微米，设备厂商要求精度要控制在±0.5微米，而一套普通的挤压式涂布机约300万一套，导致了大型锂离子电池高昂的制造成本。

针对传统锂离子电池回收的上述问题，陈永翀带领的科研团队正在研发一种新型储能锂离子电池，他们从锂离子电池的内部结构入手，把锂离子电池内部粘结改为加热状态，则上述问题迎刃而解。

这种新型储能锂离子电池的浆料回收、再生容易，纯度也很高，将缺少的元素补上之后，还可再用；浆料耐冲击，不存在松动脱落问题，电池动态寿命更长；浆料电极片是传统电极片厚度的5—10倍，绝对精度容易控制，电池的制造成本降低。

据介绍，该新型储能锂离子电池的库存效率很高，跟现有锂离子电池相同可高达99%以上，它的能量效率比目前现有锂离子电池稍低，但大于90%，此外，该电池的循环性也非常好。“低速电动汽车和小型储能领域是该新型电池未来的一个应用市场。”陈永翀表示。

陈永翀团队把电池内部粘结改为加热状态，让锂离子电池真正做到了可回收和可再生，且回收残值大于20%。他们不单单依靠规模化制造来降低成本，工艺结构也降低了回收成本；浆料具有耐冲击的特性，从而也提高了电池的动态寿命。这种新型储能锂离子电池的研究，是一种新思路，为电池回收难题带来了解决的曙光。

据悉，该新型储能电池研发项目开始于2010年，“小试”成功，从2016年四月一日开始“中试”，目前已经授权19项发明专利，并在进一步研发当中。