蓬勃发展的新能源电池行业,有着不错的发展前景,但与此同时,行业内的竞争也是十分激烈的。
作为新能源电池界的领军者锂电池,随着技术逐渐变得成熟,开始从新能源汽车领域逐渐向各大储能领域扩展,把控了新能源电池市场97%的份额。
但近年来我国有着一款“无锂”电池备受关注并获得行业内的认可,它就是此次主角——基于钒矿资源的电池。
这种新型电池正逐渐崭露头角,并有望在新能源电池市场占据一席之地,甚至有着“扭转乾坤”的能力,那么到底是怎样一种电池?
无锂电池亮相新能源电池市场
众所周知,锂矿电池的发展离不开锂矿,而锂矿作为地壳中含量丰富的一种元素,蕴藏量也是极其丰富的,因此在自然界中分布广泛。
世界范围内目前已发现超过300个国家和地区的锂矿资源,其中整体储量除去中国后排行第一到第三的是玻利维亚、阿根廷、智利,以万年计来进行计算。
这三国共同构成了世界上最大的盐湖型锂矿区,而盐湖对于锂矿的提取具有一定的优势和劣势,优势在于含量高、品质佳,但劣势就是提取过程花费长。
对生态环境造成一定影响,不适合大规模的开采和利用,因此锡矿规模会受到一定程度的制约,无法进行大规模的开采。
而若是其他锂矿类型中,则以锂辉石蕴藏量最多。
其中,位于中国西藏芒康地区的锂辉石矿床堪称世界上的第一大矿,其中的储量更加令人惊叹,已探明储量能够达到5160万吨。
但值得一提的是,由于锂矿开采过程中的成本较高,且需要消耗大量的水、电,在环境污染方面的问题也不少,所以更是对可再生资源造成了浪费。
这就导致了一旦其它电池技术出现,这些“环境污染高、不会再生”的短板很容易操作被替代。
如今,行业内已经出现了这种新型电池,而且据相关消息表示,在成都生产出了国内首款“无锂”电池,并由中国工程院院士赵沁平领衔研发。
这款无锂电池主打安全系数和使用寿命,其安全性高于锂电,非常适合大规模使用。
同时这款“无锂”电池由钒和生物质材料合成,其获得资源绝对丰富,相比于限制因素较多的锂矿,更加容易进行同时可以产出更多。
这从根本上说,就完全能够解决新能源电池日益增长的问题。
另一方面,这种新型电池具备着更高的回收率,可达到100%,在当今全球环保日益受到重视的情况下,这种类型极其符合趋势。
再者就是它们对环境友好,这不仅符合环境保护理念,更是符合环境保护政策的发展。
综合这些数据来看,我国在钒矿上具有着明显的优势,因为根据相关数据统计显示,我国拥有钒矿储量占全球39%,是全世界最大的钒矿生产国,可以说基于我们现有的技术以及资源储备,未来钒矿电池将会占据很大的市场份额。
钒矿电池特点及前景分析
钒是一种银灰色金属元素,在地壳中的含量仅占0.019%。
在自然状态下多以五氧化二钒(V2O5)和氯化钒(VCl)方式存在,其主要用途是作为合金添加剂用于制造金属钒。
在2005年之前,中国并没有过多重视过钒矿资源,于是将其大量进口到国外进行处理。
但在之后担心全球资源紧缺的问题,于是就开始对国内钒矿开展了大规模的开采以及应用研究,从而促进了钒工业化的发展。
我国还开始大规模投资研发钒基反应堆,此技术主要用于改性气体混合,而技术经过研究完善后,先是被用于发电站所在区域的地热发电,后又逐渐应用到核反应堆等技术领域中。
这项发明不仅延续了钒矿资源可持续发展,更重要的是为新能源电池系统技术打下了坚实基础。
2018年4月份,由中国科学院纳米能源与系统研究所研究组所研发出全球首批钒基液流电池,同时也是首款“无锂”电池的研发成功。
其动力性能大幅改进过后在产业化方面取得进展,并且这种动力系统也非常适合于便携式移动设备。
在液流电池中的优越性能表现,引起了我们国家对基于钒基液流州领域进行新的投资,这不仅将有利于我国产业结构调整,更是升级发展的一种体现。
况且这些都代表着我国在全球新能源市场具有更高竞争力的一种体现,同时还后期向钒基材料等一些新型领域方向拓展奠定了一定基础。
从未来发展前景来看,这款“无锂”电池其市场空间极广,是一个可高达16万亿的大市场,这其中包含着多个领域,不仅有新能源汽车,还有储能市场等。
同时如果将“无锂”电池与“有锂”电池进行协同使用,那么将会最大限度提高两者之间之间的能量密度,这对于两者同在一个动力系统中的应用效果也会十分强大。
并且两者还有可能互相补充对方的一些不足点,使其发挥出更强大的优势,共同应对外部市场带来的挑战与日益提高的要求。
而这种技术如果用在一些高能耗或是传统的一些大型企业中,那么对于行业转型以及整个行业经济能效水平提升会有不错的成果。
并且如果把上述两种电池搭配使用,同样适合一些微网以及独立式应用领域中,并且还有助于其实现低碳化转型,推进未来各行各业的发展。
有锂和无锂可共同发展
首先我们要知道“有锂”和“无锂”分别是指哪种类型电池?
“有锂”就是指我们当前所使用的锂离子动力电池,其核心材料正是软钴酸锂、镍钴铝酸锂等钴酸锂系列材料,以及磷酸铁和磷酸钾等磷酸盐材料。
而“无锂”则是指我们新近研发出的这种类型液流动力电池,其核心材料正是氮氧化铝系列材料,也有可能会使用自回收铝合金系列材料。
从这些所用材料我们可以看出两者之间并没有交集,因此这种“有锂”和“无锂”刚开始并不会发生代替等问题,同时也不会出现冲突关系,而是一种互相促进、共同发展的关系。
因此,“有锂”和“无锂”处于同一安全领域中,不会出现资源冲突问题,同时这两种动力电池可互为补充,协同共同发展。
正如我国科协饭道院士所说:“这两类電池可以相辅相成,相互补充,是比较完美的一种搭配方式。”
并且可以互相借鉴提高,提高可以体现在能量密度方面,“有锂”的能量密度高,其比能量能够达到140wh/kg,而一旦能够达到160wh/kg甚至更高,将会直接影响动力系统性能提高40%-50%等情况发生,对两者之间产品过渡集成改善将产生巨大影响。
而借鉴主要体现在湿式和干式工艺方面,“无榆”主要采用湿式工艺进行生产,而“有榆”采用干式工艺进行生产,因此在这种情况下可以借鉴干式生产工艺,提高生产效率,同时又不会影响产品性能。
这种借鉴与提高必将令我国动力系统等技术提升至新的高度,从而推动我国新能源等领域进步和发展。
新能源行业技术更新十分迅速,因为该行业还处于成长阶段,是新事物出现的时候,因此新能源行业也正在不断探索新的产品,新事物,为该行业注入活力,也增添更多可能性,而新型“无榆”动力系统必将推动整个行业发展,我们拭目以待




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