技术前沿：新型储能锂电池或将问世

    在近期举办的“2016中国储能技术与应用大会”上，中国科学院电工所储能技术研究组组长陈永翀发表了“基于可回收理念的新型储能锂电池研究”主题演讲，分享了其团队关于新型储能电池的研究成果。这种新型结构的储能锂电池，不但让锂电池真正做到可回收，还降低了电池的制造成本和使用成本，具有传统锂电池所不具备的很多优点，从技术创新的角度来说，电池回收或将迎来曙光。
       无论是圆柱锂电池还是方型锂电池，从内部结构来看，所有的锂电池都是粘结电极，而粘结电极给动力锂电池的回收带来很大困扰。钴元素和锂元素回收要拆解，由于杂质太多，只能把粘结的电极全部打碎，里面碎的铝箔、铜等材料重新用冶金方式回收。陈永翀表示，这样回收不但成本高、污染大，回收过程中产生的酸、碱处理也是个问题。
       其次，这样的粘结结构还导致锂电池的动态循环寿命缩短。如果将锂电池用作静态储能，电池的循环寿命会很长，但是在运动状态中使用，使用环境会使电池寿命受到影响。此外，随着不同季节温度的变化，电池内部也会出现膨胀、收缩等现象，久之活性颗粒接触内阻升高，电池极片松动脱落，电池循环寿命会急剧下降。
       “所以动力电池的寿命和狭义的静态储能电池的寿命不一样，在实验室静态下测试很好，但在动态实际情况下使用寿命不见得会很好，这个要区别开来。”陈永翀说。
       此外，动力电池和储能电池需要串联、并联，要求电池具有较好的一致性。电池涂布厚度很薄，比如100微米，设备厂商要求精度要控制在±0.5微米，而一套普通的挤压式涂布机约300万一套，导致了大型锂电池高昂的制造成本。
       针对传统锂电池回收的上述问题，陈永翀带领的科研团队正在研发一种新型储能锂电池，他们从锂电池的内部结构入手，把锂电池内部粘结改为加热状态，则上述问题迎刃而解。
       这种新型储能锂电池的浆料回收、再生容易，纯度也很高，将缺少的元素补上之后，还可再用；浆料耐冲击，不存在松动脱落问题，电池动态寿命更长；浆料电极片是传统电极片厚度的5—10倍，绝对精度容易控制，电池的制造成本降低。
       据介绍，该新型储能锂电池的库存效率很高，跟现有锂电池一样可高达99%以上，它的能量效率比目前现有锂电池稍低，但大于90%，此外，该电池的循环性也非常好。“低速电动车和小型储能领域是该新型电池未来的一个应用市场。”陈永翀表示。
       陈永翀团队把电池内部粘结改为加热状态，让锂电池真正做到了可回收和可再生，且回收残值大于20%。他们不单单依靠规模化制造来降低成本，工艺结构也降低了回收成本；浆料具有耐冲击的特性，从而也提高了电池的动态寿命。这种新型储能锂电池的研究，是一种新思路，为电池回收难题带来了解决的曙光。
       据悉，该新型储能电池研发项目开始于2010年，“小试”成功，从2016年4月1日开始“中试”，目前已经授权19项发明专利，并在进一步研发当中。