2015年6月3日，由國(guó)家能源局指導(dǎo)，中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟（CNESA）與杜塞爾多夫展覽（上海）有限公司共同主辦的“儲(chǔ)能國(guó)際峰會(huì)2015”在北京召開。在儲(chǔ)能技術(shù)分論壇上，恩力能源科技公司副總經(jīng)理車勇發(fā)表題為《aquion水性鈉離子介紹》的演講，以下為演講內(nèi)容。
恩力能源科技公司副總經(jīng)理 車勇：
今天我將為大家介紹一種電池行業(yè)比較特殊的儲(chǔ)能技術(shù)方案——水性離子電池。
過去幾年，我國(guó)的能源需求不斷攀升，供給方和需求方都在不斷擴(kuò)大，預(yù)計(jì)未來(lái)這一現(xiàn)象仍會(huì)繼續(xù)存在。在這種情況下，儲(chǔ)能變得越來(lái)越重要。但是，現(xiàn)在市場(chǎng)上儲(chǔ)能技術(shù)還沒有被廣泛使用，其直接原因就是成本過高。儲(chǔ)能成本不僅體現(xiàn)在初始的裝機(jī)成本，還包括每?jī)?chǔ)存一度電帶來(lái)的成本損耗。目前，行業(yè)內(nèi)一般用度電處理循環(huán)后的成本來(lái)估算電池儲(chǔ)能的成本。從家庭到商業(yè)、電網(wǎng)等不同應(yīng)用場(chǎng)景下，不同國(guó)家會(huì)對(duì)準(zhǔn)入條件和進(jìn)入市場(chǎng)的成本做出不同限制。下面我們重點(diǎn)探討一下電池儲(chǔ)能，包括釩硫、鈉硫、鉛電池以及最新的鋰離子電池等方案。
水性離子電池技術(shù)基于傳統(tǒng)鋰離子電池原理，離子在正負(fù)極之間來(lái)回流動(dòng)。水性離子電池與鋰離子電池的最大區(qū)別，在于我們將鋰離子電池中的電解液更換為鹽水，讓鋰離子可以變成鈉離子，甚至是其他金屬系的例子。這種電池體系的關(guān)鍵點(diǎn)在于使用了中性的鹽水，在鉛酸、釩硫、鎳鉻電池中沒有類似的技術(shù)。
從學(xué)術(shù)角度講，水性離子電池并不是全新的概念。早在1995年，加拿大的一位著名電池行業(yè)專家就發(fā)表了相關(guān)論文，提出了水性鋰離子電池體系，但當(dāng)時(shí)研發(fā)出的電池只能使用25次。2005年，復(fù)旦大學(xué)姚教授將負(fù)極換成了活性炭，大幅提高了電池壽命。2008年左右，美國(guó)的一個(gè)研究小組也發(fā)表了相關(guān)論文，并且成立了專門的公司來(lái)推進(jìn)水性離子電池的產(chǎn)業(yè)化。
從專利方面看，不管是鉛酸電池還是鋰離子電池，都可以查到數(shù)萬(wàn)條專利，但水性離子電池的相關(guān)專利非常有限。最早的水性離子電池專利出現(xiàn)在加拿大，是在1995年申請(qǐng)的，現(xiàn)在這項(xiàng)專利已經(jīng)過期了。2005年復(fù)旦大學(xué)也申請(qǐng)了水性離子電池的一項(xiàng)專利，但當(dāng)時(shí)沒有在境外申請(qǐng)，采用的是活性炭負(fù)極體系。再后來(lái)，彼得堡大學(xué)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)成立了水性離子電池產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的公司。
恩力能源成立于2012年，是一個(gè)年輕的公司。在公司成立之初，恩力能源就與復(fù)旦大學(xué)簽訂了獨(dú)家專利的轉(zhuǎn)讓權(quán)。之所以取名叫“恩力”，也是為了感恩，在電池行業(yè)中感恩前人所做的所有工作，包括美國(guó)在產(chǎn)業(yè)化和宣傳新電池方面做的工作，讓我們能夠站在巨人的肩膀上開展工作。
目前，恩力能源在國(guó)內(nèi)也申請(qǐng)了一系列專利，圍繞水性離子電池體系建立了自己的知識(shí)產(chǎn)權(quán)體系。目前，市場(chǎng)上還很少看到水性離子電池，原因在于使用了水之后，電池的能量密度會(huì)下降。高電壓的鋰離子電池可以做到5伏左右，使用了水之后能量密度就變低了。此外還要解決電池材料不被水腐蝕的問題，我們的目標(biāo)是要做出廉價(jià)、長(zhǎng)壽命、安全的電池。
自從1991年索尼公司做出第一顆18650鋰離子電池后，能量密度不斷攀升。隨著筆記本電腦和移動(dòng)式小型錄像機(jī)市場(chǎng)的發(fā)展，鋰電市場(chǎng)隨之?dāng)U大，成本逐漸降低，在15年的時(shí)間里，從3美元/瓦時(shí)降低到0.5美元/瓦時(shí)。現(xiàn)在，隨著電動(dòng)汽車的需求上漲，鋰離子電池的成本還在繼續(xù)下降，目前成本下降主要是靠做三元電池來(lái)提升能量密度。
現(xiàn)在，從市場(chǎng)需求量方面來(lái)看，儲(chǔ)能所需的集裝箱式電池和過去筆記本電腦電池的需求量完全不是一個(gè)數(shù)量級(jí)，而且在電池材料上也不存在資源供給困難。
當(dāng)我們討論成本時(shí)會(huì)在長(zhǎng)線運(yùn)營(yíng)過程中去評(píng)估收益，將電池成本降低一半或者降低到原來(lái)的1/3是件非常辛苦的事情，我們無(wú)法將成本無(wú)限制的降下去，但我們可以將電池的壽命做的更長(zhǎng)。現(xiàn)在，有的電池循環(huán)壽命已經(jīng)達(dá)到了上萬(wàn)次，我們不斷開發(fā)新技術(shù)，就是要將水性離子電池的壽命按數(shù)量級(jí)延長(zhǎng)，這種線路是可行的，我們已經(jīng)申請(qǐng)了相關(guān)專利。
大規(guī)模儲(chǔ)能是新型的市場(chǎng)需求，我們過去設(shè)計(jì)的電池并沒有完全滿足環(huán)保、壽命及初期成本的需求，我們希望能夠與業(yè)界同仁共同努力，爭(zhēng)取研發(fā)出長(zhǎng)壽命、環(huán)保、安全、高能量密度的電池。目前我們能做到的能量密度是25瓦時(shí)/公斤，好一些的可以做到30瓦時(shí)/公斤。
我們與一家德國(guó)公司共同成立了合資公司，開發(fā)德國(guó)市場(chǎng)。除了水性鈉離子電池外我們今后也會(huì)研發(fā)鋰離子電池，在歐洲進(jìn)行試點(diǎn)和銷售。另外，“互聯(lián)網(wǎng)+”和儲(chǔ)能也是一個(gè)很好的方向，我們也會(huì)推進(jìn)相關(guān)領(lǐng)域的研究。謝謝大家！
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