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《占全世界锂资源储量一半 智利将打开电池储能的大门》

  • 来源专题：中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
  • 编译者： guokm
  • 发布时间：2019-09-05

  • 智利拥有1030万吨锂储量，其中大部分位于其北部的阿塔卡马沙漠;该地区拥有地球上最高的太阳辐射，因此也就拥有完美的太阳能发电条件。光伏市场的发展顺带储能系统的实施，将使智利在可再生能源领域崛起。那么在智利，电池储能系统的未来会是怎样的呢?

    智利在可再生能源和碳中和方面有着雄心壮志。2017年末，总统候选人(现任国家元首)皮涅拉在竞选活动中承诺，要用100%的清洁能源为国家电网供电。今年6月，他又承诺让智利成为第一个碳中和的发展中国家。为实现这一目标，智利的政府、企业部门都在可再生能源上投入了大量资金。到2018年12月，该国清洁能源占总能源结构的18%，比先前设定的2025年达到20%的目标仅低了两个百分点，可以说是大大提前了清洁能源发展进程。其实到目前为止，抽水蓄能还是这个国家最普遍的储能方式，也是全世界占比最大的储能方式，但是随着可再生能源的使用，需要安装更可靠的储能系统。已知，智利的大部分可再生能源源于太阳能和风能，这两种能源都显然存在间歇性，这使得频率调节、平衡发电和需求变得更加困难，因此这种情况不可避免地需要利用到更有效的储能系统。意识到这一点，智利开始实施锂离子电池储能系统，以在可再生能源不断增长的情况下，更有效地管理其能源储备。目前，几个关于储能的项目已经在运行了。一家名为AES Gener的能源公司决定在智利也是整个拉丁美洲地区开发第一个电池储能系统项目，如今，这家公司已经在阿塔卡马沙漠的安托法加斯塔地区安装了三个储能系统，容量共为52MW/13MWh，其中两座位于科克伦(Coane)和安加莫斯(Angamos)发电厂旁边(各20 MW)，第三座位于安第斯变电站(12 MW)。

    智利大学的一名专家表示：“在这样的背景下,实现基于锂电池的储能系统可以帮助减轻这些资源固有的不稳定性和不可预测性，确保目前的国家系统平稳过渡到高水平的非常规可再生能源系统。智利北部富含两种对发展清洁能源至关重要的自然资源：锂和阳光。阿塔卡马(Atacama)盐滩海拔2305 m，占地近3000km2，是继玻利维亚的乌尤尼盐沼(10582 km2)和阿根廷的大盐滩(6000 km2)之后的世界上第三大盐湖。仅该区域就占世界锂储量的25 %，且事实上，智利共拥有全球一半的锂储量，该国也是全球最大的两个锂出口国之一，年出口量仅次于澳大利亚。自上世纪90年代以来，锂金属一直被用于制造电池，但直到本世纪初，它才开始被用于能源领域。智利第一个实施的锂离子电池储能项目使用的是国产锂，这将提升该国作为金属生产国的地位。智利锂离子电池的大部分利用价值与可再生资源有关，因为锂是储能系统的主要组件，因此作为锂的生产国，智利也有着良好的贸易前景，使该国能够形成储能价值链的一部分。

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  • 《青海锂占全球储量六成 大容量电池制造将要提速》
    • 来源专题：中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者：冯瑞华
    • 发布时间：2018-05-14
    • 到2025年，青海省碳酸锂生产规模达到每年17万吨，锂电池电芯产能达到每年60Gwh。其中，动力电池产能达到每年25Gwh、3C及储能电池产能达到每年35Gwh。 　　青海盐湖 　　随着新能源汽车等行业的兴起，锂资源开发开始备受关注，而青海盐湖锂资源占到世界储备量的60%以上，面对这一优势资源，青海该如何走好自己的“锂路”？近日省政府办公厅下发的《关于促进青海省锂电产业可持续健康发展的指导意见》，给出了答案。 　　青海锂占全球储量六成 　　据2017年9月19日发布的《青海锂产业专利导航报告》数据显示，全球已查明的锂资源储量为3400万吨，青海盐湖锂资源占全球锂储量的60%以上。 　　那么，如何利用锂资源，如何发展锂资源产业链也成了我省迫在眉睫的问题。对此，我省将在国家战略指引下，结合新能源汽车未来发展规模、3C产品以及储能应用市场需求，加大锂电产业链新工艺、新技术及前瞻性技术研发应用，加快完善以盐湖高效提锂与资源综合利用相结合的产业发展体系，加速构建上下游产能匹配、产业配套齐全的锂电全产业链。 　　到2025年，青海省碳酸锂生产规模达到每年17万吨，锂电池电芯产能达到每年60Gwh。其中，动力电池产能达到每年25Gwh、3C及储能电池产能达到每年35Gwh。 　　据介绍，根据《青海省国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》《中国制造2025青海行动方案》《青海省新材料产业2025发展规划》要求，为推动青海盐湖资源合理有序开发，促进锂电产业可持续健康发展，我省将立足盐湖锂资源优势，以提高发展质量和效益为中心，依托国家循环经济发展先行区建设，有序推进青海锂电产业健康可持续发展，着力打造锂资源集约开发和锂电产业高质量发展为一体的产业基地，以此“叩开”新材料产业的大门。 　　大容量电池制造将要提速 　　怎么才能完成我省制定的2025年目标？指导意见提出，首先要强化创新驱动，促进资源利用，在现有盐湖提锂技术基础上，重点研究完善离心萃取法、箱式萃取法、膜吸附法等盐湖提锂工艺，突破盐湖高镁锂比限制，提升锂的综合收率。加强富锂盐湖中老卤提锂基础工艺研究及产业化技术研发，以及深层卤水提锂工艺与其他元素协同开发技术研究，形成多层次、多样化的盐湖提锂及综合利用技术体系，健全绿色、低碳、循环发展体系。 　　同时，加强技术改造，提升发展质量，进一步提高我省锂电及配套产业自动化、智能化、精益化水平。围绕绿色、品种、质量、效益和安全生产，根据不同盐湖资源特点，采用先进适用技术，加大对现有碳酸锂盐田及碳酸锂生产装置的技术改造力度，将碳酸锂综合收率提高到50%以上、大幅提升电子级碳酸锂产品等级品率。加大对现有正负极材料、电芯生产装置和工艺的技术研发改造力度，重点突破锂电池生产成本、能量密度、安全性能、充放电次数等技术“瓶颈”。强化锂电产业绿色安全技术应用及改造，推广废旧锂电池回收及利用，促进清洁生产。 　　此外，超前谋划项目，增强发展后劲，进一步加强镍酸锂、钴酸锂、锰酸锂及镍钴锰三元正极材料、渗碳负极材料、正负极材料纳米化、大容量电池制造工艺、智能电池管理系统、锂电池高效梯次回收利用等核心工艺技术研究。提前开展锂在其他领域应用的前瞻性技术研究。其中，锂合金重点发展锂、铝、镁二元合金和三元合金；无机盐重点发展电子级碳酸锂，氯化锂、溴化锂、锂6、锂7、硫酸锂、氢氧化锂等精细化工产品，着力提升盐湖资源高值化利用水平。 　　青海要做全国锂电“领头羊” 　　据了解，我省还将完善标准体系，推进储能应用，加大适应新能源电站应用的锂硫电池、金属空气电池、固态电池等新体系电池和燃料电池的研发。积极开展储能电池在新能源储能应用标准体系的研究，确定储能标准体系层次划分，构建科学合理完善的储能标准体系。 　　同时，建立研发平台，提供发展动力，加快建立青海省锂电产业技术研究院，持续加大研发投入，使其成为全国锂电技术研发的“领头羊”，成立国家动力电池创新中心青海分中心，为实现工业和信息化部、国家发展改革委、科技部、财政部《关于印发〈促进汽车动力电池产业发展行动方案〉的通知》中锂离子动力电池单体比能量超过每公斤300瓦时、系统成本降至每瓦时1元以下等指标，推动我省形成上下游产能匹配的完整锂电产业链条和产业集群提供技术支撑。 　　我省将为锂产业资金铺路 　　锂产业的发展离不开资金支持和政策保障。据悉，为实现我省2025年目标，全省各部门将提供全方位保障措施，对全省锂电产业发展中遇到的重大问题，由省新能源新材料领导小组研究决定。为促进行业内良性发展，研究建立由地方政府、相关部门及企业共同参与的卤水定价机制。围绕提高锂的全流程回收率，优化提高技术标准，完善与产业发展需求相适应的锂资源开发技术准入条件。支持配备储能装置的光伏、风电等新能源电站项目优先用地、优先并网。 　　同时，用好财政资金和税费政策对经济发展的调节作用，大力推进碳酸锂在我省就地加工转化。发挥市场价格对生态保护和资源节约的引导作用，按照“受益者付费、保护者得到合理补偿”的原则，科学设计和完善生态补偿价格和收费机制，对碳酸锂产品出省的企业，相应提高生态补偿费征收标准，并且该企业不再享受省级财政资金补助和省内其他优惠政策。 　　支持有条件的企业利用多层次资本市场融资，指导符合条件的锂电企业在资本市场上市挂牌和再融资；支持企业运用短期融资券、中期票据等多种债务融资工具在银行间市场直接融资；鼓励银行业金融机构为企业兼并重组、技术改造升级、产业链重点项目等提供创新型金融服务。 　　发挥产业发展投资基金、中小企业发展基金等撬动作用，在青海省产业发展投资基金有限公司下研究设立锂电产业发展子基金，坚持市场化运作，引导社会资金参与支持锂电产业创新发展。 　　此外，我省还将大力培养本土人才，依托国家和省上各类人才引进和培养计划，集聚、培养、吸引一批掌握关键核心技术的领军人才、紧缺人才和创新团队。强化高校相关学科专业建设，完善课程设置，创新职业教育人才培养模式，加大省内人才培育力度，着力打造本土专业技术人才队伍。 　　“四个坚持”增加锂产业发展后劲 　　发展固然重要，而可持续发展则更加重要。为此，我省为锂产业发展制定了四个坚持的原则。 　　坚持创新驱动，增强发展动能，突出创新前瞻性、先导性和引领性，加强关键核心技术研发，培育高水平创新人才队伍，加快形成原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新相互促进、相互衔接的创新链。 　　坚持生态优先，促进循环发展，牢固树立绿色、低碳、循环发展理念，强化锂电产业在研发、制备、使用和回收全过程的生态保护。积极推进盐湖钾、钠、镁、锂、硼等资源协同提取和高效利用，延长盐湖服务年限，降低盐湖资源开发对生态环境的负面影响。 　　坚持合理有序，实现持续发展，结合锂资源状况、产业现状、人力资源、技术水平等因素，统筹安排锂资源储备和研发，科学规划锂电产业发展规模及速度，实现盐湖锂资源有序开发和循环利用。 　　坚持政策引导，完善制度体系，建立健全激励和约束机制，提高盐湖锂资源开发的技术准入门槛，提升碳酸锂在青海省内就地加工转化能力，推动优势资源向产业化和价值链高端延伸。
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  • 《锂离子电池：储能电池中的明珠》
    • 来源专题：中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
    • 编译者：guokm
    • 发布时间：2019-10-30
    • 日前，瑞典皇家科学院将诺贝尔化学奖授予对锂离子电池发展作出突出贡献的3位科学家。其中，惠廷厄姆采用硫化钛作为正极材料，金属锂作为负极材料，制成世界上第一块锂离子电池。古迪纳夫经过反复实验与验证，发现钴酸锂比硫化钛更适合储存锂离子，进而显著提高电池的电压平台。吉野彰在此基础上，采用锂离子代替纯锂，提升了电池的使用安全性，从而使锂离子电池具备实际应用条件。 之所以被称为锂离子电池，是因为无论在电池正负极还是在电解质中，锂都是以离子形式存在。与其他储能电池相比，其突出优点在于单位体积的储存能量高，没有记忆效应，充电前不必顾及电池的用电深度，同时，能量转换率高、自放电率低、使用寿命长等。随着日本索尼公司生产的锂离子电池于1991年投入市场，锂离子电池迅速实现大范围应用，是目前便携式电子设备、新能源汽车、智能电网等的主流储能形式。 由于特有的技术优势，锂离子电池目前广泛应用于军事领域，成为军事作战中不可或缺的能量来源。 军事基地储能。高原、边防、海岛部队距后方基地远，能源补给线长，开发利用风能、太阳能等可再生能源成为必然趋势。采用锂离子电池储能，不仅可解决可再生能源发电间歇性和稳定性差等问题，还具备削峰填谷等功能，是解决偏远军事基地能源保障的关键技术。但目前锂离子电池在大规模储能应用方面存在安全性较差的问题，遭到火力打击时，容易冒烟、起火，甚至引起爆炸。 野战供电。采用锂离子电池的方舱式储能系统没有柴油发电机噪声大、红外特征明显等问题，显著增强了电能保障的隐蔽性和生存能力。但针对野战供电环境，锂离子电池存在低温性能差等问题，如在-40℃条件下，电池的充放电容量不足室温条件下的一半。 高能武器电源。电磁炮、激光、高功率微波等新型高能武器装备运用越来越广泛，定向能武器输出功率越来越大。锂离子电池以优异的倍率充放电能力可用于高能武器的电源。不过，随着高能武器小型化的发展趋势，现有锂离子电池的体积功率密度仍需进一步提高，以满足车载和机载武器小型化、轻量化要求。 无人装备动力源。目前主流的小型和微型无人装备均采用锂离子电池作为其主要电源。但以锂离子电池为动力源的无人机，续航时间通常在半小时左右，是制约军用无人装备实战化应用的最大问题。 单兵电源。随着单兵装备信息化、可视化以及智能化趋势加快，对电能的需求急速增加。锂离子电池是目前各国单兵装备的主力电源。不过，随着单兵和班组作战信息化程度不断提高，士兵在执行任务过程中，不得不携带更多电池。目前高能量密度的电源是制约未来士兵连续作战的瓶颈技术。 因此，未来锂离子电池的研究将集中在以下几个方向。 一是高能量密度。随着能量密度不断提高，相同体积或重量条件下电池所蕴含的能量更大，可全面提升无人机、水下潜航器、单兵装备等的续航时间与续航里程。二是高安全性。通过采用固态电解质代替传统可燃有机电解液，锂离子电池具有更高安全性，在遭受炮火打击后不会引起二次爆炸，满足大型军事基地、储能方舱等对大容量、高安全储能的需求。三是高环境适应性。提升低温条件下锂离子在电极材料中的扩散能力以及电解液的电导率，使电池能够在严寒条件下正常充放电，从而有效增强野战电站和武器装备等的全域作战能力。四是高功率密度。通过开展相关研究，使锂离子电池的快速充放电性能不断提高，从而满足新型武器能量瞬时释放的脉冲功率需求。 能源是现代战争的物质基础和动力源泉，从大型军事基地到单兵班组，从空天飞行器到水下装备，锂离子电池发挥着非常重要的作用。随着关键技术的不断突破，锂离子电池在军事领域将有更广泛的应用前景。
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