2017年电池行业技术扫描 大容量方形电池是动力电池发展方向
时间:2017-06-12 15:30来源:南墅石墨 作者:综合报道
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一直以来，全球锂电池产业基本集中在中、韩、日三个国家。国内空前火热的锂电池市场将形成中日韩“三国杀”的格局。虽然日韩锂电池巨头进军中国将对国内动力锂电池厂商形成巨大的竞争压力;但也将进步激活上下游产业链，对国内锂电池乃至新能源汽车市场的发展起到巨大的促进作用。
如果我们做产业化的高效电池，有两个基本条件，一个是高效率，另一个是低成本。如果这么做基本技术在那里?表面钝化技术是非常重要的环节，另外是电池结构包括PERC、PERT、PERL等电池。
上午天合的冯博士也说到这了，现在可产业化的高效电池就是两种结构，一种是赵建华博士在1988年提出的PERC和PERL电池，PERL电池已经达到25%的效率。还有一种是异质结电池，破了25%的效率之后也是非常热，达到了25.6%的效率，英文简称BJBC电池。
所以现在看，BJBC可以是同质结也可以是异质结，这是一个非常重要的里程碑，但是对于可产业化来说，目前在这种技术在产业化上都遇到了一个成本非常高的问题，我觉得是我们努力的方向，但是如果真正把成本降下来，做到目前的可以大规模产业和的程度，还得至少三、五年的时间。
2017-2022年中国电池技术行业发展前景分析及发展策略研究报告表明，如果做可产业化的技术，目前有PERC和IBC两种技术，前者成本低一些，比普通电池高10%左右，大家能接受。产业化的技术可分为小于21%的效率和大于21%效率技术。
PERC电池效率小于21%，这种技术通常是P型硅电池，使用了发射极高方阻技术，这个技术能够使前面发射极的钝化效果非常好，上午看杜邦的讲演浆料可以在90欧姆/Sq方阻的发射极上做电极，实际上他们两年之后能做到110欧姆/Sq。
如果说前表面方阻能做到100欧姆/Sq以上，前我个人认为前表面发射极技术基本上没有太大的改进空间了，为什么电池前表面选择性发射极技术这些年大家基都不做了?发射极方阻本身都做到100欧姆/Sq以上了，这种技术的优势也基本上丧失掉了。
前表面做好了之后，电池效率的提升主要是背面钝化。现在大家做的PERC结构或者叫点接触结构，这方面应该说最容易产业的，当然还有接触点有高掺杂的，这就是PERL电池结构，这种工艺相对复杂一点。现在激光的技术的快速发展，还有三氧化二铝的钝化，背面局域接触的PERC电池从工艺、技术上非常成熟了。
但是像我上午说得，赵博士在26年前提出来的PERC电池结构，走了20多年才走到产业化，从概念提出到真正的产业化也是非常不容易的过程。
如果电池效率高于21%，这时候低成本产业化P型硅PERC目前看很难达到，所以要用一些新的电池结构，像天合做的IBC电池。目前尽管天合比Sunpower成本低了很多，总体来说比目前的普通电池成本高一倍以上，这方面，低成本化还是大家需要努力的。
另外还有HIT电池。HIT电池的效率一般都在22%左右，我下面还要讲，HIT电池看起来结构非常简单，但实际上制备工艺是一种非常精密的异质界面控制技术，这种技术工艺窗口很窄，搞半导体集成电路的人有体会。我们要发展HIT电池技术需要做这种精密的界面控制，相对来说还是需要很大的努力。
“十三五”支持我国大规模晶体硅电池效率达到23%，所以说IBC电池、HIT电池是发展的方向。钝化技术要达到这么高的效率水平，实际上有两个基本技术，一个是钝化技术，现在三氧化二铝钝化是非常好的，过去钝化使用ALD技术，比较复杂的设备，也比较贵，现在出现了等用离子体三氧化二铝钝化，产业化比较便宜。
还有一个重要的技术是结形成技术，N型硅电池是一个方向，但是需要硼扩散形成发射极，扩散温度高。刚才48所介绍了减压扩散是比较好的方向，它的装片量和扩散均匀性都比较好。第二是离子注入技术，它形成的PN结非常均匀。
还有两种比较简单的N型硅电池PN结制备技术，一种是铝浆烧结，先丝网印刷铝浆，通过烧结形成了一种PN结，电池效率能够接近20%的效率，工艺简单，所以大家做的热情比较高。还有一个就是硼磷共扩散技术，效率可以达到21%。
大容量方形电池是动力电池发展方向。在日本，以18650圆柱电池为主，全自动化生产设备，源于成熟的镍氢电池产业。在中国，大容量电池的全自动化生产制造设备的发展，工艺路线的不断发展和成熟，保证了大容量电池的品质、一致性、安全性，也保证了电源成组技术的实施。
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