新能源關(guān)鍵,儲能材料的新改進(jìn)

　　目前儲能技術(shù)發(fā)展相對落后

　　主持人：儲能電池的應用前景如何？為什么說(shuō)它會(huì )改變未來(lái)的資源使用形態(tài)？

　　張華民：儲能電池的應用很廣泛，包括日常生活中手機、相機的鋰電池，也包括存儲風(fēng)能、太陽(yáng)能的大型儲能電池。目前用于規模儲能的技術(shù)主要有抽水儲能、壓縮空氣儲能、液流電池、鈉硫電池以及鉛酸電池等，相對而言，儲能電池的使用更為方便，得益于材料工業(yè)的迅猛發(fā)展，儲能電池前景光明。

　　究其原因，一方面是由于資源短缺和環(huán)境問(wèn)題。隨著(zhù)國家科技和社會(huì )的發(fā)展、人民生活水平的提高，能源和環(huán)境問(wèn)題越來(lái)越受到關(guān)注，能源方面供需矛盾日益顯露，化石能源的短缺和造成的環(huán)境破壞使關(guān)注點(diǎn)轉向了風(fēng)能、太陽(yáng)能、海洋能這些可再生資源，然而風(fēng)能、太陽(yáng)能及海洋能等可再生能源受天氣及時(shí)間段的影響較大，具有明顯的不穩定、不連續和不可控特性，需要開(kāi)發(fā)和建設配套的電能儲存（儲能）裝置來(lái)保證發(fā)電、供電的連續性和穩定性，且大規模的電能儲存技術(shù)在電力工業(yè)中用于電力的“削峰填谷”，將會(huì )大幅度改善電力的供需矛盾，提高發(fā)電設備的利用率。

　　另一方面由于是未來(lái)發(fā)展趨勢。未來(lái)三大新興產(chǎn)業(yè)新能源、智能電網(wǎng)和電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展瓶頸都指向了同一項技術(shù)：儲能材料（儲能電池）技術(shù)。目前儲能技術(shù)的發(fā)展相對落后。許多國家都將大規模儲能技術(shù)定位為支撐新能源發(fā)展的戰略性技術(shù)。目前，世界儲能材料的技術(shù)發(fā)展十分迅猛，無(wú)論在儲能材料技術(shù)發(fā)展層面上還是在成果轉化發(fā)展形成優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)層面上，我國都有大量開(kāi)拓性工作急待開(kāi)展。

　　一種電池一統江山？不太可能

　　主持人：儲能電池類(lèi)型很多，各自的優(yōu)缺點(diǎn)都比較明顯，那么是否有可能出現一種“完美的儲能電池”，適應各種條件下的儲能？

　　溫兆銀：目前儲能電池不太可能出現一種電池來(lái)“一統江山”，不同材料的電池都有各自的特點(diǎn)，用以適應不同條件的需要，如鎳鋅電池、鋰電池適合手機等小型設備;鈉硫電池、全釩液流電池等適合大型儲能設備。電池未來(lái)儲能電池的發(fā)展可能是百花齊放的局面?？梢源_定的是，儲能技術(shù)的進(jìn)步將深刻改變我們的生活。

　　儲能電池帶給人們生活的影響是將觸手可及的。手機電池每天要充電、平板電腦電量不夠用、筆記本電腦續航時(shí)間有限等問(wèn)題都會(huì )通過(guò)技術(shù)革新得到解決，對高比能材料的研究成為儲能電池進(jìn)步的重點(diǎn)課題。

　　吳鋒：電動(dòng)汽車(chē)已經(jīng)越來(lái)越多地進(jìn)入我們的視野，它將是解決石油能源危機和實(shí)現清潔能源的重要途徑，國內的比亞迪、長(cháng)安、奇瑞等汽車(chē)公司都已有純電動(dòng)汽車(chē)面市，而其中關(guān)鍵在于發(fā)展高能量密度、低成本和高可靠性的動(dòng)力電池。適應電動(dòng)汽車(chē)的儲能電池需要功率大，容量大，但目前國內電池存在價(jià)格高昂，電池重、單次充電里程不夠高、建充電站、換電站需要大量地皮等缺陷，這也極大地制約了電動(dòng)汽車(chē)的推廣，也使消費者的購買(mǎi)傾向偏低，在北京，購買(mǎi)燃油汽車(chē)，上牌照需要搖號;如果購買(mǎi)純電動(dòng)汽車(chē)則不需要搖號。即便這樣，購買(mǎi)電動(dòng)汽車(chē)的人仍然寥寥無(wú)幾。

　　從另一個(gè)角度來(lái)說(shuō)，我們不能盲目前進(jìn)，技術(shù)成熟度低、示范應用經(jīng)驗少是國內儲能技術(shù)普遍存在的問(wèn)題。儲能電池在高性能、高安全性、高性?xún)r(jià)比上還需要革命，其商業(yè)化還有一段過(guò)程。盡管在儲能電池領(lǐng)域里，我國處在世界先進(jìn)水平，

　　而大規模產(chǎn)業(yè)化的過(guò)程中，則需要循序漸進(jìn)，直接跳躍式地推廣電動(dòng)車(chē)效果可能不佳，我們需要這樣的平穩過(guò)渡，如先發(fā)展油電混合動(dòng)力汽車(chē)，在實(shí)踐中積累更多的經(jīng)驗，在此期間，技術(shù)又會(huì )不斷進(jìn)步，現在解決不了的問(wèn)題，就有可能得到更好的方案。

　　安全性對大規模電網(wǎng)儲能來(lái)說(shuō)更重要

　　主持人：2011年，眾泰電動(dòng)車(chē)在杭州“自燃”;上海一輛純電動(dòng)公交車(chē)也發(fā)生“自燃”;今年6月，深圳濱河大道發(fā)生一起交通事故，事故中一輛比亞迪e6純電動(dòng)出租車(chē)被追尾后起火。電動(dòng)車(chē)安全性遭受拷問(wèn)，那么儲能電池的安全性究竟如何確保？

　　吳鋒：我們說(shuō)高能量、高功率意味著(zhù)潛在的化學(xué)不穩定性，由于產(chǎn)生電池安全性問(wèn)題并非單一因素，應在深入全面認識應用環(huán)境下電池反應機制及其伴生副反應的基礎上，多角度、系統提高鋰離子電池的安全可靠性。就電池本身而言，組成電池的正極材料、負極材料、電解質(zhì)都有改進(jìn)的空間。

　　來(lái)小康：對于電網(wǎng)大規模儲能來(lái)說(shuō)，我認為安全性更重要，因為它的規模都比較大，到了兆瓦或者幾十個(gè)兆瓦級別，小容量的筆記本電腦都容易燃燒，那么做大以后有一個(gè)出問(wèn)題影響就比較大。儲能裝置本身的性能還要有很大的提升，特別是對它的性?xún)r(jià)比、安全性上，高安全這是我們必須要保證的。

　　梁廣川：電解液是一個(gè)比較大的問(wèn)題。鋰離子電解質(zhì)是有機物，而尖端都是水銀的。要開(kāi)發(fā)熱穩定性好、難燃甚至不可燃的新型電解質(zhì)體系，還需要關(guān)注電極、電解質(zhì)材料的匹配問(wèn)題;研究具有寬電化學(xué)窗口的新型電解質(zhì)體系，需要開(kāi)發(fā)高分解電壓的新型電解質(zhì)體系。電解液現在比較常使用的六氟磷酸的有機溶液，我們認為用離子液體取代電解質(zhì)可能不失為一種有行的方法，并且已經(jīng)有一定的規?；瘧?，室溫離子液體有不揮發(fā)、不可燃、高導電、高電壓窗口，組合起來(lái)，形成替代這個(gè)液體電解質(zhì)，在安全性能方面有比較大的提升作用，這是一個(gè)努力的方向。

　　張華民：尋找新的材料是儲能電池發(fā)展的關(guān)鍵。全釩液流儲能電池是其中的一個(gè)方向，但這個(gè)電池也有它的優(yōu)點(diǎn)和弱點(diǎn)。全釩液流電池可以做到十幾個(gè)兆瓦和幾十個(gè)兆瓦的規模。根據我們的實(shí)驗，它的循環(huán)次數可以超過(guò)13000次。還有一點(diǎn)跟鋰電池不同，鋰電池的狀態(tài)很難來(lái)檢測，但是液流電池根據曲線(xiàn)可以知道還能放多少電，已經(jīng)放出多少電;它還是環(huán)保的，電解液可以永久使用，有人說(shuō)釩有毒，可做成液體以后他的毒性就比較小，它的最大特點(diǎn)是安全性比較好，不會(huì )產(chǎn)生著(zhù)火、爆炸。有一個(gè)弱點(diǎn)能量比較低，每公斤在20瓦時(shí)左右，其穩定性和可靠性有待提高。

　　郭京彬：我們現在進(jìn)行了另外一項課題，就是電動(dòng)汽車(chē)的安全預警系統。就是說(shuō)現在阻止不了電池的燃燒，但是可以通過(guò)大量的數據提前知道這個(gè)電池是否存在安全隱患，隱患程度有多大，提前給乘客作報警。這個(gè)系統能夠通過(guò)大量的數據分析，提前知道這個(gè)電池是否有安全隱患，要不要停下來(lái)讓客人離開(kāi)就行。這個(gè)東西靠我們這個(gè)企業(yè)是做不完的，因為需要大量數據的搜集包括建模，需要同行的幫助甚至政府的支持。