技術(shù)
導(dǎo)讀:虎年后A股頭牌寧德時(shí)代不太好過(guò),股市持續(xù)重挫,股價(jià)跌上了熱搜。
虎年后A股頭牌寧德時(shí)代不太好過(guò),股市持續(xù)重挫,股價(jià)跌上了熱搜。
大跌的原因謠言四起,有人說(shuō)是因?yàn)樘厮估?、小鵬等合作談崩,有人說(shuō)是美國(guó)制裁還有人說(shuō)是證券機(jī)構(gòu)看空等等。相比這些傳聞,有個(gè)消息更引起我們的關(guān)注,那就是全球最大功率“容和一號(hào)”鐵-鉻液流電池首條量產(chǎn)線投產(chǎn),鐵-鉻液流電池量產(chǎn)對(duì)給作為鋰電池領(lǐng)域企業(yè)帶來(lái)多大影響呢?是否有替代鋰電池規(guī)?;臋C(jī)會(huì)?帶著疑問(wèn)我們來(lái)深入了解下鐵-鉻液流電池這電池領(lǐng)域的新興競(jìng)爭(zhēng)者。
新興競(jìng)爭(zhēng)者規(guī)模化需具備什么
作為一個(gè)領(lǐng)域的新興競(jìng)爭(zhēng)者,要對(duì)現(xiàn)已規(guī)?;耶a(chǎn)業(yè)鏈較完善的技術(shù)產(chǎn)品發(fā)起沖擊,甚至取而代之,需要具備的條件我們大致可以總結(jié)為以下幾點(diǎn):
技術(shù)產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)鮮明,成熟度較高
每項(xiàng)技術(shù)或者產(chǎn)品的替代,本身優(yōu)勢(shì)特征鮮明是非常重要的,能夠彌補(bǔ)原有產(chǎn)品及技術(shù)弱點(diǎn),或者在成本核算上有更好的經(jīng)濟(jì)效益,才能被需求端更好的接受采納。但是雖然產(chǎn)品有各方面的優(yōu)勢(shì)但是如果還是處于實(shí)驗(yàn)階段或者成熟度低的情況,也很難短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)商用規(guī)?;@點(diǎn)在通信行業(yè)已經(jīng)非常好的佐證,5G比4G在技術(shù)產(chǎn)品上的優(yōu)勢(shì)我們非常清楚,但是5G從概念到實(shí)驗(yàn),再到規(guī)模商用經(jīng)歷了數(shù)年的時(shí)間,到目前為止距離大規(guī)模商用還仍有一段距離。
產(chǎn)業(yè)鏈體系逐步完善,具備量產(chǎn)能力
完善的產(chǎn)業(yè)鏈體系才能保證量產(chǎn)能力,要實(shí)現(xiàn)商用規(guī)模化落地,穩(wěn)定的供應(yīng)鏈?zhǔn)侵刂兄兀驗(yàn)檫@是保證其成本優(yōu)勢(shì)及市場(chǎng)化的決定因素,在芯片半導(dǎo)體行業(yè)就是很好的例子,技術(shù)是一方面,供應(yīng)鏈的穩(wěn)定又是另一方面,目前國(guó)產(chǎn)化替代大趨勢(shì)下,產(chǎn)能就是制約國(guó)產(chǎn)芯片行業(yè)發(fā)展的最大因素。
國(guó)家政策推波助瀾
技術(shù)或者產(chǎn)品的發(fā)展,國(guó)家政策支持能起到推波助瀾的作用,這不僅僅在一些稅收或者補(bǔ)貼上,在一些重大的公建項(xiàng)目上的支持,給行業(yè)樹立標(biāo)榜,這對(duì)市場(chǎng)的推廣大有益處,鋰電池能夠取得今日發(fā)展,這與國(guó)家在新能源上政策支持是分不開的。
鐵-鉻液流電池具備替代鋰電池的機(jī)會(huì)
液流電池是一種正、負(fù)極活性物質(zhì)均為液體的電化學(xué)電池,其液態(tài)活性物質(zhì)既為電極活性材料,又為電解質(zhì)溶液,被分別儲(chǔ)存在獨(dú)立的儲(chǔ)液罐中,通過(guò)外接管路與流體泵使電解質(zhì)溶液流入電池堆內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)。鐵-鉻液流電池具備了發(fā)展的條件及鋰電池不具備的優(yōu)勢(shì),體現(xiàn)在:
1. 循環(huán)次數(shù)多,壽命長(zhǎng)。鐵-鉻液流電池的循環(huán)壽命最低可達(dá)到10000次,與全釩液流電池持平,壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于鈉硫電池、鋰離子電池和鉛酸電池。
2. 無(wú)爆炸可能,安全性高。鐵-鉻液流電池的電解質(zhì)溶液采用水性溶液,沒(méi)有爆炸風(fēng)險(xiǎn)。且電解質(zhì)溶液儲(chǔ)存在兩個(gè)分離的儲(chǔ)液罐中,電池堆與儲(chǔ)液罐分離,在常溫常壓下運(yùn)行,安全性高。
3. 電解質(zhì)溶液毒性和腐蝕性相對(duì)較低,穩(wěn)定性好。鐵-鉻液流電池的電解質(zhì)溶液是含鐵鹽和鉻鹽的稀鹽酸溶液,毒性和腐蝕性相對(duì)較低。
4. 環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng),運(yùn)行溫度范圍廣。相比其他液流電池,鐵-鉻液流電池的運(yùn)行溫度更加寬,電解質(zhì)溶液可在-20~70 ℃全范圍啟動(dòng)。
5. 儲(chǔ)罐設(shè)計(jì),無(wú)自放電。電能儲(chǔ)存在電解質(zhì)溶液內(nèi),而電解質(zhì)溶液存儲(chǔ)在儲(chǔ)罐里,因此不存在自放電現(xiàn)象,尤其適用于做備用電源等。
6. 定制化設(shè)計(jì),易于擴(kuò)容。鐵-鉻液流電池的額定功率和額定容量是獨(dú)立的,功率大小取決于電池堆,容量大小取決于電解質(zhì)溶液,可以根據(jù)用戶需求進(jìn)行功率和容量的量身定制。在對(duì)功率要求不變的情況下,只需要增加電解質(zhì)溶液即可擴(kuò)容,十分簡(jiǎn)便。
7. 模塊化設(shè)計(jì),系統(tǒng)穩(wěn)定性與可靠性高。鐵-鉻液流電池系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì),以250 kW一個(gè)模塊為例,一個(gè)模塊是由8個(gè)電池堆放置在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)集裝箱內(nèi),因此電池堆之間一致性好,系統(tǒng)控制簡(jiǎn)單,性能穩(wěn)定可靠。
8. 廢舊電池易于處理,電解質(zhì)溶液可循環(huán)利用。鐵-鉻液流電池的結(jié)構(gòu)材料、離子交換膜和電極材料分別是金屬、塑料(或樹脂)和碳材料,容易進(jìn)行環(huán)保處理,電解質(zhì)溶液理論上是可以永久循環(huán)利用的。
9. 資源豐富,成本低廉。電解質(zhì)溶液原材料資源豐富且成本低,不會(huì)出現(xiàn)短期內(nèi)資源制約發(fā)展的情況。鐵-鉻液流電池的電解質(zhì)溶液原材料鐵、鉻資源豐富,易獲取,成本低,因而是可持續(xù)發(fā)展的儲(chǔ)能技術(shù)。
指標(biāo) | 鐵-鉻液流電池 | 鋰電池 |
關(guān)鍵原材料 | 鉻鐵礦 | 碳酸鋰 |
關(guān)鍵元素全球探明儲(chǔ)量 | 鉻儲(chǔ)量5.1億噸 | 鋰儲(chǔ)量1600萬(wàn)噸 |
關(guān)鍵元材料元/KG | 16.7 | 78.5 |
當(dāng)量?jī)r(jià)格元/mol3 | 1.4 | 2.9 |
數(shù)據(jù)源于網(wǎng)絡(luò)
鐵-鉻液流電池儲(chǔ)能技術(shù)被稱為儲(chǔ)能時(shí)間最長(zhǎng)、最安全的電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)之一,該技術(shù)在大型項(xiàng)目上已有成功案例。
2020年底,國(guó)家電投成功試制“容和一號(hào)”大容量電池堆,并在河北張家口戰(zhàn)石溝250kW/1.5MWh示范項(xiàng)目上成功應(yīng)用。位于張家口的全球最大規(guī)模250KW儲(chǔ)能示范項(xiàng)目,已穩(wěn)定運(yùn)行近400天,根據(jù)調(diào)度需求完成近200余次充放電循環(huán),一次儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)可達(dá)到6小時(shí)。截至目前,該示范項(xiàng)目已穩(wěn)定運(yùn)行近400天,完成200余次充放電循環(huán),經(jīng)受了張家口地區(qū)-40℃的極寒考驗(yàn),為冬奧地區(qū)持續(xù)穩(wěn)定存儲(chǔ)、提供清潔電能超過(guò)5萬(wàn)千瓦時(shí)。
而近年來(lái)電池安全事故頻發(fā), 據(jù)互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),僅2021年全國(guó)范圍內(nèi)共發(fā)生約3000起新能源汽車火災(zāi)事故,對(duì)于保有量?jī)H784萬(wàn)輛來(lái)說(shuō),這個(gè)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)是偏高的,在安全性上鐵-鉻液流電池有更大優(yōu)勢(shì)。
前有狼后有虎,鋰電池廠商該如何應(yīng)對(duì)
在電池領(lǐng)域,鋰電池廠商不僅僅面對(duì)有鐵-鉻液流電池、氫能源等新興競(jìng)爭(zhēng)者,下游廠商話語(yǔ)權(quán)減弱和在國(guó)家政策的力度上發(fā)生轉(zhuǎn)移也給廠商帶來(lái)沖擊,國(guó)家政策扶持重心向充換電、新型儲(chǔ)能、加氫等配套基礎(chǔ)設(shè)施轉(zhuǎn)移。面對(duì)前有狼后有虎的局面,鋰電池廠商應(yīng)做
好加快研發(fā)提升儲(chǔ)能補(bǔ)能能力和鋰電池安全。無(wú)論是鐵-鉻液流電池還是氫能源其距離規(guī)?;逃萌杂休^長(zhǎng)的路要走,這給鋰電池留有時(shí)間去提升能力。
在儲(chǔ)能補(bǔ)能上,今年寧德時(shí)代全資子公司時(shí)代電服發(fā)布換電服務(wù)品牌VOGO(樂(lè)行換電),也體現(xiàn)其加快在換電補(bǔ)能領(lǐng)域的布局,用換電方式提升鋰電池在續(xù)航上的能力,當(dāng)然目前在成本上及標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一上仍存在問(wèn)題,如果能解決好這也是維系鋰電池長(zhǎng)期競(jìng)爭(zhēng)力的一種方式。
在鋰電池安全上,鋰離子電池主要由正極材料、負(fù)極材料、隔膜以及電解液組成。作為一個(gè)化學(xué)電源體系,在設(shè)計(jì)的工作條件范圍以內(nèi)一般不容易發(fā)生安全事故;而在某些極端條件下,如高溫、過(guò)充、過(guò)放、外部短路或針刺擠壓等,各組成部分自身的變化及相互作用都有可能影響電池安全,常用的碳負(fù)極所引起的鋰枝晶析出最容易發(fā)生,是電池安全的短板。針對(duì)各組成部分在電池安全方面存在的問(wèn)題,業(yè)內(nèi)也在積極進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)研發(fā),如開發(fā)正極材料時(shí)考慮其高溫穩(wěn)定性以及耐過(guò)充特性;在隔膜開發(fā)中注重其防穿透能力及閉孔阻隔特性;開發(fā)高電壓電解液等;而鈦酸鋰(Li4Ti5O12,LTO)作為負(fù)極材料取代石墨,使得鋰離子電池在安全性能上得到了很大的提升。
寫在最后
雖然鋰電池頭牌股價(jià)最近受重挫,但股價(jià)震蕩受多重因素影響,不能因?yàn)槠渥鳛殇囯姵貢r(shí)代即將過(guò)去的依據(jù),新型電池的量產(chǎn)會(huì)給鋰電池企業(yè)帶來(lái)沖擊,但是距離商用的規(guī)?;貏e是在新能源汽車上的規(guī)?;瘧?yīng)用還尚需時(shí)日,作為鋰電池企業(yè)來(lái)說(shuō),其成熟的產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)仍是其最大優(yōu)勢(shì),加大在材料及結(jié)構(gòu)上研發(fā)力度,提升續(xù)航及安全,做好用戶的服務(wù),在新能源汽車這領(lǐng)域上,鋰電池仍大有可為。