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電動汽車百人會|分論壇二:動力電池的現(xiàn)狀與發(fā)展

發(fā)布時間: 2015-01-16 11:34:07    來源: 電池中國網(wǎng)
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[摘要]2015年1月13~14日,中國電動汽車百人會(以下簡稱百人會)首屆論壇在北京釣魚臺國賓館召開。本場分論壇將圍繞“動力電池的現(xiàn)狀與發(fā)展”課題展開相關(guān)討論。

  第三個來說是我們國家建立了比較完善的產(chǎn)業(yè)體系,昨天我們聽到了2014年我們國家電動汽車的銷量大概是8.4萬輛左右,如果按照每輛車在20-30,大概應(yīng)該說我們電池達到了20億千瓦時以上,銷售收入應(yīng)該超過了50億元,2015年會超過100億瓦時。我們國家現(xiàn)在推進動力電池產(chǎn)能建設(shè),估計2015年會超過一百億千瓦時。第二個我們國家建立了比較完整的產(chǎn)業(yè)體系,關(guān)鍵材料、單體電池、電池系統(tǒng)和電池裝備、檢測儀器等都有一定的生產(chǎn)能力,像北大先行、天津巴莫、北京當省,這是正極材料,負極材料像貝特瑞,杉杉等在國際上還是有一定的競爭力。

  從發(fā)展趨勢上來看,我們?nèi)澜绲那闆r來看,第一個是鋰離子電池已經(jīng)成為動力電池的主要方向。目前大家都很清楚,目前日本,美國、歐洲、韓國商業(yè)化的電池主要是采用燃料電池。目前混動這一塊也是在推動力鋰電池的應(yīng)用。韓國、日本、中國在全球鋰電池占主導(dǎo)地位,排序是韓國第一、日本第二,中國第三。

  最近三星、LG和SK先后宣布在中國設(shè)立合資公司,我們國家主流的車廠也準備在他的自主品牌汽車中采用韓國生產(chǎn)的電池。

  第二個特點是我國政府大力支持新一代動力電池的研發(fā),2012年日本實施蓄電戰(zhàn)略,提出2020年蓄電池市場要占到世界份額的50%,就是重新奪回世界第一的位置。根據(jù)2013年NEDO發(fā)布的技術(shù)路線圖,他的技術(shù)路線在2020之前大概還是以先進的鋰離子電池為主,達到實用化,系統(tǒng)的比能量達到250瓦每公斤成本達到1.5元以下,2030年叫做革新電池,能量達到500瓦每公斤,成本達到八毛錢以下。

  美國在2013年提出來EV藍圖,提出目標是2022年生產(chǎn)的插電式混合動力的電動汽車使用的電力成本與傳統(tǒng)汽車相當,根據(jù)2013年發(fā)布的技術(shù)路線圖是2022年下一代電池實現(xiàn)實用化,系統(tǒng)的比能量達到250瓦每公斤,成本降到八毛以下,2013年以后鋰離子電池實現(xiàn)實用化。

  從新一代鋰離子電池來講主要是在我們國家大概一般的叫做新一代動力電池的研發(fā)主要圍繞新一代鋰離子動力電池和新體系電池。新一代鋰離子電池和目前現(xiàn)有的體系不一樣,正極材料,負極材料,電極都要發(fā)生發(fā)生變化,電池比能量可以達到三百瓦每公斤,成本可以達到一塊錢以下。這個表里面列了兩件事,一個是最近日立公司宣布采用鎳系的正極和負極單電池的比能量作330每公斤,壽命有50次,另外是福利蒙基,作為正極,歸制作為負極,壽命可以達到100。但是目前這一電池體系的成本和安全有待進一步的驗證。

  第二類是新體系電池,這一類體系一般的來講是基于新的化學(xué)原理,采用了鋰金屬或者是其他的金屬作為復(fù)合材料,包括鋰金屬,硫電池、鋰金屬空氣電池、鋅金屬空氣電池、鋁金屬空氣電池。這些電池在歷史上應(yīng)該說做一次電池沒有問題,在動力電池領(lǐng)域,在電動汽車領(lǐng)域必須做到二次電池。面臨的挑戰(zhàn)也很多。

  從目前來看,這一類電池都還是處于試驗研究的階段,他的循環(huán),安全、壽命和成本都有待進一步驗證安全,從最近幾年的情況來看,特別是2014年美國阿貢國家實驗室發(fā)布的報告,通過對電池系統(tǒng)級的定量分析,提出鋰金屬/空氣電池系統(tǒng)實現(xiàn)商業(yè)化的技術(shù)風(fēng)險要明顯高于新一代鋰離子電池。像離空氣電池的技術(shù)風(fēng)險,這個表里面有紅色的部分,有正極和負極和整個系統(tǒng)的風(fēng)險更高一點。

  下一代要突破新一代鋰離子電池目前大家更關(guān)注新材料的應(yīng)用和技術(shù)的問題,最近的網(wǎng)上的消息,最近西班牙Graphenano公司宣稱研制出石墨烯聚合物電池,比能量497Wh/Kg,8分鐘內(nèi)充滿電,成本低,根據(jù)所報道的技術(shù)指標,推測可能是鋰硫電池體系。我們反復(fù)看了這個體系,根據(jù)他的技術(shù)指標,像他的電壓是2.3伏。

  以上的分析我們看到我們國家的產(chǎn)業(yè)存在的問題和差距。第一條我們認為我們國家動力電池產(chǎn)業(yè)競爭力不強,表現(xiàn)是兩個方面,一個是技術(shù)的先進性和可靠性競爭力不強,我國磷酸鐵鋰動力電池產(chǎn)品比能量、高低溫特性、可靠性、經(jīng)濟性明顯低于國外采用三元材料動力電池的技術(shù)水平;韓國在1718之后可能會降到一塊錢,一毛五毛錢以下。第二個方面的產(chǎn)品制造裝備、工藝水平、檢測驗證能力、產(chǎn)品質(zhì)量和一致性與國外相比較,存在較大差距。這是技術(shù)層面上來講。

  第二個從企業(yè)來看,企業(yè)的規(guī)模創(chuàng)新力競爭不強,我國企業(yè)數(shù)量多,但是大多數(shù)的企業(yè)的經(jīng)濟規(guī)模、盈利能力,研發(fā)隊伍,研發(fā)能力,研發(fā)體系和日本和韓國的企業(yè)相差甚遠。

  第二個是新一代動力電池的技術(shù)創(chuàng)新能力不強,表現(xiàn)一個是國際專利的數(shù)量明顯低于發(fā)達國家的水平,我們國家發(fā)表的論文很多,大概是世界首位,但是專利的申請主要是集中在國內(nèi),在美國申請的專利,大概僅為申請專利占美國專利的2%,授權(quán)是大概只有1%。在歐洲根本看不到統(tǒng)計的數(shù)據(jù)。第二個是新材料和關(guān)鍵技術(shù)的探索能力強,我國對新一代動力電池的技術(shù)研究探索為主要任務(wù),新材料工程研究嚴重不足,工程化開發(fā)能力和集中投入機制沒有形成。

  第三個是產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新機制沒有形成,也是表現(xiàn)在兩個方面,一個是技術(shù)創(chuàng)新的協(xié)同機制沒有形成,技術(shù)研究集中在高校,科研機構(gòu),技術(shù)產(chǎn)品和。第二個是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的協(xié)同機制沒有形成,缺乏動力電池,電池系統(tǒng)和動力電池的產(chǎn)業(yè)在技術(shù)路線和產(chǎn)品要求,質(zhì)量體系,電池回收等方面缺乏統(tǒng)一的認識,沒有建立產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展的體制和機制。

  最后我們有三條建議第一個加快新一代動力電池的研發(fā),按照我們國家的規(guī)劃,2020年我們國家的電池比能量達到300瓦時每公斤,大概是六年的時間,所以我們認為國家應(yīng)該設(shè)立新一代動力電池創(chuàng)新專項集中研發(fā)和投入,突破新一代鋰離子電池和新電池,2020年電池系統(tǒng)比能量達到250Wh/kg、成本下降至1.0元/Wh;新體系電池比能量達到400Wh/kg以上。

  第二個是要加強工程能力創(chuàng)新的建設(shè),。一是建設(shè)新一代動力電池新材料和關(guān)鍵技術(shù)的工程化研究能力,銜接基礎(chǔ)研究、工程開發(fā)和產(chǎn)品開發(fā);二是建設(shè)動力電池產(chǎn)品設(shè)計驗證能力,把電動汽車技術(shù)要求轉(zhuǎn)化為對動力電池、電池系統(tǒng)的設(shè)計要求。

  第三個是加快推進產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新,政府牽頭,行業(yè)組織,聯(lián)合汽車企業(yè)、電池企業(yè),一是共同制定動力電池技術(shù)路線圖,明確階段性目標和任務(wù),指導(dǎo)我國動力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展;我們認為這一條很重要,應(yīng)該說這個任務(wù)也很緊迫,應(yīng)該統(tǒng)一大家的認識。二是共同制定動力電池通用技術(shù)規(guī)范,明確電池產(chǎn)品的設(shè)計、制造、儲運、回收要求,促進我國動力電池產(chǎn)業(yè)加快發(fā)展。

  最后簡單說一下我們國聯(lián)的情況,國聯(lián)是由研究機構(gòu)、整車企業(yè)和制造企業(yè)共同組建的獨立法人,整車企業(yè)有一汽、東風(fēng)、長安、上汽、廣汽、北汽等,制造企業(yè)有我們天津力神,研發(fā)機構(gòu)是北京有色金屬研究總院,我們已經(jīng)完成了法人治理結(jié)構(gòu)的建設(shè),按照公司的法律要求組建了董事會、監(jiān)事會和股東會,我們的董事長是熊柏青,副董事長是我們董會長。

  研究的目標當然是希望到2020年電池的新一代鋰離子電池體系的突破,電池比能量,系統(tǒng)的比能量達到250瓦時每公斤,2030年新體系電池能夠達到實用化,電池的比能量達到500瓦時每公斤。這是我們這個課題的參加單位。

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