2017年電池行業技術掃描 大容量方形電池是動力電池發展方向

時間:2017-06-12 15:30來源:南墅石墨 作者:綜合報道
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　　一直以來，全球鋰電池產業基本集中在中、韓、日三個國家。國內空前火熱的鋰電池市場將形成中日韓“三國殺”的格局。雖然日韓鋰電池巨頭進軍中國將對國內動力鋰電池廠商形成巨大的競爭壓力;但也將進步激活上下游產業鏈，對國內鋰電池乃至新能源汽車市場的發展起到巨大的促進作用。
 
　　如果我們做產業化的高效電池，有兩個基本條件，一個是高效率，另一個是低成本。如果這么做基本技術在那里?表面鈍化技術是非常重要的環節，另外是電池結構包括PERC、PERT、PERL等電池。
 
　　上午天合的馮博士也說到這了，現在可產業化的高效電池就是兩種結構，一種是趙建華博士在1988年提出的PERC和PERL電池，PERL電池已經達到25%的效率。還有一種是異質結電池，破了25%的效率之后也是非常熱，達到了25.6%的效率，英文簡稱BJBC電池。
 
　　所以現在看，BJBC可以是同質結也可以是異質結，這是一個非常重要的里程碑，但是對于可產業化來說，目前在這種技術在產業化上都遇到了一個成本非常高的問題，我覺得是我們努力的方向，但是如果真正把成本降下來，做到目前的可以大規模產業和的程度，還得至少三、五年的時間。
 
　　2017-2022年中國電池技術行業發展前景分析及發展策略研究報告表明，如果做可產業化的技術，目前有PERC和IBC兩種技術，前者成本低一些，比普通電池高10%左右，大家能接受。產業化的技術可分為小于21%的效率和大于21%效率技術。
 
　　PERC電池效率小于21%，這種技術通常是P型硅電池，使用了發射極高方阻技術，這個技術能夠使前面發射極的鈍化效果非常好，上午看杜邦的講演漿料可以在90歐姆/Sq方阻的發射極上做電極，實際上他們兩年之后能做到110歐姆/Sq。
 
　　如果說前表面方阻能做到100歐姆/Sq以上，前我個人認為前表面發射極技術基本上沒有太大的改進空間了，為什么電池前表面選擇性發射極技術這些年大家基都不做了?發射極方阻本身都做到100歐姆/Sq以上了，這種技術的優勢也基本上喪失掉了。
 
　　前表面做好了之后，電池效率的提升主要是背面鈍化。現在大家做的PERC結構或者叫點接觸結構，這方面應該說最容易產業的，當然還有接觸點有高摻雜的，這就是PERL電池結構，這種工藝相對復雜一點。現在激光的技術的快速發展，還有三氧化二鋁的鈍化，背面局域接觸的PERC電池從工藝、技術上非常成熟了。
 
　　但是像我上午說得，趙博士在26年前提出來的PERC電池結構，走了20多年才走到產業化，從概念提出到真正的產業化也是非常不容易的過程。
 
　　如果電池效率高于21%，這時候低成本產業化P型硅PERC目前看很難達到，所以要用一些新的電池結構，像天合做的IBC電池。目前盡管天合比Sunpower成本低了很多，總體來說比目前的普通電池成本高一倍以上，這方面，低成本化還是大家需要努力的。
 
　　另外還有HIT電池。HIT電池的效率一般都在22%左右，我下面還要講，HIT電池看起來結構非常簡單，但實際上制備工藝是一種非常精密的異質界面控制技術，這種技術工藝窗口很窄，搞半導體集成電路的人有體會。我們要發展HIT電池技術需要做這種精密的界面控制，相對來說還是需要很大的努力。
 
　　“十三五”支持我國大規模晶體硅電池效率達到23%，所以說IBC電池、HIT電池是發展的方向。鈍化技術要達到這么高的效率水平，實際上有兩個基本技術，一個是鈍化技術，現在三氧化二鋁鈍化是非常好的，過去鈍化使用ALD技術，比較復雜的設備，也比較貴，現在出現了等用離子體三氧化二鋁鈍化，產業化比較便宜。
 
　　還有一個重要的技術是結形成技術，N型硅電池是一個方向，但是需要硼擴散形成發射極，擴散溫度高。剛才48所介紹了減壓擴散是比較好的方向，它的裝片量和擴散均勻性都比較好。第二是離子注入技術，它形成的PN結非常均勻。
 
　　還有兩種比較簡單的N型硅電池PN結制備技術，一種是鋁漿燒結，先絲網印刷鋁漿，通過燒結形成了一種PN結，電池效率能夠接近20%的效率，工藝簡單，所以大家做的熱情比較高。還有一個就是硼磷共擴散技術，效率可以達到21%。
 
　　大容量方形電池是動力電池發展方向。在日本，以18650圓柱電池為主，全自動化生產設備，源于成熟的鎳氫電池產業。在中國，大容量電池的全自動化生產制造設備的發展，工藝路線的不斷發展和成熟，保證了大容量電池的品質、一致性、安全性，也保證了電源成組技術的實施。
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