钜大LARGE | 点击量：820次 | 2019年04月27日
作为锂离子电池的关键部件，分离层主要起什么作用呢？
美国增长咨询公司弗若斯特沙利文公司11月发表研究报告称，未来一段时间，电动汽车市场将稳定增长，混合动力汽车和电动汽车中锂离子电池技术将取代镍氢电池技术，在此带动下，相关化工材料市场将快速发展。
环境可持续性现已成为交通行业的发展趋势。目前，电动汽车在欧美和亚洲一些国家广受政策支持，但其电池系统的安全性成为公众是否接受电动汽车的一个关键因素，主要是由于汽车行驶时产生的热量容易引发电池中化学反应导致爆炸，因此研发性能超群的隔热材料和设计电动汽车的热管理系统是推广电动汽车的关键。因为锂离子电池能量密度高，预计未来将有望取代镍氢电池应用到混合动力和电动汽车上。弗若斯特沙利文公司预计，2013～2015年，随着锂离子电池价格的降低和基础行业的发展，电动汽车锂离子电池市场将迅猛发展。
电动汽车锂离子电池组件主要有阴/阳极活性材料、层板、电解质、分离层和黏合剂等，其中阴极活性材料为技术发展的关键，预计2008～2016年电动汽车锂离子电池材料市场的年均增长率将达125%。
作为锂离子电池的关键部件，分离层主要起到分隔阴阳极、维持离子传导的作用，因此多孔质薄且牢固的分离层能够提高锂离子电池的性能。目前分离层材质主要有陶瓷和聚合物(包括聚丙烯、聚乙烯、聚偏氟乙烯等)两种，分离层的生产工艺也有湿法生产和干法生产(不使用溶剂)两种，湿法生产工艺在亚洲较为常见。预计2008～2016年，锂离子分离层产量将以年均129%的速度增长。
目前，锂离子电池使用的典型电解质是溶于碳酸乙烯混合溶剂中的锂盐LiPF6。LiPF6价格相对便宜且导电性好，但是它产生的HF会对电池层板产生腐蚀，为此，人们又开发了LiFAP、LiBOB等替代品。锂离子电池电解质和添加剂市场主要包括：电解质溶液、添加剂及溶剂、锂盐、活性酸和碳酸锂。预计2008～2016年，该市场产量将以年均136%的速度增长。
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
电动汽车锂离子电池阳极活性材料主要是石墨。石墨分天然石墨和合成石墨两种。天然石墨有晶状、非晶状和鳞片状;合成石墨纯度高，主要由焦炭和沥青提炼而成，是制作锂电池的理想材料，但价格昂贵。
石墨作为阳极材料会形成锂针状晶体，这有助于保证电池结构完整性。但是，由于石墨的储能性较差，人们开始开发非碳阳极材料。常见的非碳阳极材料包括硅、锡和钛酸盐等。据预计，2008～2016年锂离子电池阳极材料产量将以年均134%的增速增长。2009年锂离子电池阳极材料主要生产厂商大多为日本的石墨供应商。近年来，欧美、中国厂商也在加大此方面的研发力度，预计未来将称为市场新势力。
锂离子电池阴极活性材料是关键的部件。和阳极材料不同，阴极材料目前应用多种技术，包括锂钴氧化物(LCO)、锂镍钴铝(NCA)、锂镍锰钴(NCM)、锂锰尖晶石(LMO)和磷酸锂铁(LFP)等。其中，锂钴氧化物应用相对较多，但其安全性较低，尚不能批量用于电动汽车。据预计，2008～2016年电动汽车锂离子阴极材料产量将以年均134%的增速增长，目前主要生产厂商有日本的Nichia和比利时的Umicore，欧美的其他厂商如巴斯夫、PhostechLithium在此方面的发展也很迅速。
锂离子电池其他组件材料市场包括电极材料黏合剂、电极容器和锂离子电池包装层板。电极容器主要是金属箔，主要由日本厂商提供;电极材料黏合剂要求高纯度、耐腐蚀和附着力强，目前使用较多的是聚偏氟乙烯。
什么是21世纪最稀缺的矿产资源?
不是煤炭，也不是铁矿石，而是锂。这种自然界中最轻的金属，却可能是未来能源格局中分量最重的资源。乐观者认为，中国在今年启动雄心勃勃的电动车计划将极大地拉升对锂电池主要原料锂的需求——当电动车达到100万量时，中国对锂的需求将超过现有全球锂的供应量。还有人声称，汽车业从石油转向锂，不过是从一种有限的资源换到了另一种有限的资源。这种逻辑下，锂显然会取代石油成为财富的符号。
考虑到全球锂矿产能的动态增长，以及锂电池随着技术提示而减少对锂的使用，上述预言或许过于危言耸听了。但在中国宏大的电动车计划里，供不应求局面已开始显现。大约有1000多家锂电池及电池材料生产商在参与中国锂产业的赤膊战，这提前预演了对上游原料的争夺场面。在最被看好的磷酸铁锂电池上游，磷酸铁锂的供应正在成为问题，全球最大的磷酸铁锂供应商天津斯特兰公司，产能也不过2000吨。中国有100多家企业在开足马力生产磷酸铁锂，但真正能生产高品质产品的企业不超过10家，他们将是未来锂电池产业的上游主导者。寻找并发现他们也将是投资者最大的兴趣所在。
早在1986年，863计划启动时，锂电池就被视为中国的战略产业之一。但中国的研究多年停滞不前，锂电池成为日本和美国人垄断的领域。直至最近几年民营企业与专业研发机构走到一起，中国锂电池的技术才得到质的飞跃。在锂电池的关键部件如隔膜上，中国已经有少数公司可以与世界最好的公司抗衡。
锂产业只是整个储能市场的冰山一角。比电动车市场更大的，是新能源并网环节和城市里电力的削峰填谷。这三者是互为犄角的一个生态系统。储能不仅能保证在最上游的发电环节接入的新能源电力是持续而且稳定的;在能源的使用端，白天和黑夜的巨大需求差异也需要储能削峰填谷;而新增加的电动车，有专家表示，如果中国现有车辆全部转换为电动车，将等于重建一个国家电网系统，简直是灾难性的投入。最理想的状态下，电动车应不仅能作为能量的吸取方，也可将电力输送回电网以调节峰谷，这可大大减少电网为了平衡负荷增加过多的建设。在终极能源版图里，储能将成为一种分布式、智能可控能源格局里基石。而现在，储能只不过占装机总量的不到2%。这显然意味着在上述3个方面，储能蕴藏这巨大的商业机会。
锂电池一度被认为也适用于后二者，但在最近国家电网投资的国家风光储输一期示范工程中，总量18兆瓦的磷酸铁锂电池储能系统招标暂停了。原因在于其成本过高，而且当手机里的电池放大数百倍时，其电池一致性的问题仍未解决。在大型储能领域，风头最劲则属纳硫电池，其能量密度接近锂电池，而且不存在一致性问题。于此类似的，液流电池的代表钒电池也逐渐被公认更适合大规模储能应用。在前者上，国家电网公司已经接近产业化。而后者，代表公司如普能通过收购国外领先技术拥有者，成为全球最具竞争力的电池公司之一，并因此获得了风投三轮共计3000多万美元的投资。
事实上，在电池领域没有完美产品。铅酸电池，性能稳定但寿命太短，且能量密度过小;钠硫电池，必须保证300℃的工作温度;钒电池，能量密度太低。最为考验创业者的是为这些电池找到趋利避害的应用市场。如钒电池虽然能量密度低，体积大，但其液流电池的构造可以使得其反复、长期的快速充放电。所以，其天然适合对占地面积不敏感的大型新能源储能，而不是城市里的削峰填谷，更不是电动车的狭小空间;再比如，被视为落后产品的铅酸电池，因其价格低廉，反而有可能在农村这些没有充电桩问题的市场，率先应用到初级电动车上。而随着市场的培育，这些务实的公司则有了往更高级产品升级的门票。所以，投资者在这一领域可能要警惕技术至上的原则，那些对产品应用路径有着敏锐判断，对商业模式有所创新的公司，同样也具有投资价值。
至此，我们讨论的仍只是储能解决方案里最为热点的，但仅仅是很小的一部分。遵循储能的原理：电力——其他能量——电力这一路径，电力可以转换为化学能、势能、动能、电磁能等形态存储。其中物理储能包括抽水蓄能、压缩空气储能和飞轮储能;电磁储能包括超导、超级电容和高能密度电容储能;电化学储能包括铅酸、镍氢、镍镉、锂离子、钠硫和液流等电池储能;相变储能包括冰蓄冷储能等。
事实上，随着储能市场的快速启动，一些传统储能技术正在卷土重来。7月初，英利新能源董事长苗连生在海南宣布，英利正在开发新一代飞轮储能。飞轮储能是将电力转换为高速转动的飞轮动能，并在需要时利用飞轮驱动发电机发电。其在1990年代曾在日本和美国用于电力储能试验，但至今仍未有大规模储能应用。飞轮重新得到重视，得益于利用高温超导在磁悬浮方面的突破。这使磁悬浮轴承成为可能，使其可以消除轴承磨擦损耗;其二，碳纤维等高强度材料的出现，它可以使飞轮有更高的转速，从而让飞轮储存更多的能量。
而相变储能的应用前景——建筑节能更具想象力。中国建筑耗能占总耗能比例超过30%，冰蓄冷储等相变储能虽然无法储存电力，但能够调节热量。其与被动式节能技术相结合，可以大规模、廉价的解决建筑节能问题。对于中国而言，这是比电动车更为划算的节能减排路径。在那些对低碳经济有着克制、理性规划的地方如上海，建筑节能正在获得政府的政策支持。在容易推广的公共、商业建筑领域，相变储能显然有大把的机会。
