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我們國(guó)家的發(fā)展現(xiàn)狀。我們的判斷第一個(gè)是基本掌握了車(chē)用動(dòng)力電池的關(guān)鍵技術(shù),我們國(guó)家動(dòng)力電池的開(kāi)發(fā),和整車(chē)基本同步,十五期間開(kāi)展了鎳氫電池,、錳酸鋰氧化物鋰離子電池、燃料電池的研發(fā),“十一五”期間加大了磷酸鐵鋰電池研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化,“十二五”期間推進(jìn)三元材料電池的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化。目前是處于這樣一個(gè)階段。
第一從技術(shù)上來(lái)講,我們國(guó)家開(kāi)發(fā)了鎳氫電池,鋰離子燃料電池,關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)達(dá)到了國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品的一個(gè)先進(jìn)水平,目前我們鋰電池可以做到系統(tǒng)的比能量800-1000瓦時(shí),比功率可以做到500-100瓦時(shí),循環(huán)壽命也能做到突破一千次,使用壽命大概是可以達(dá)到五年,成本大概是說(shuō)可以低于每瓦時(shí)三塊錢(qián)。
第二個(gè)從產(chǎn)品層面來(lái)看,磷酸鐵鋰電池已經(jīng)趨于成熟了,過(guò)往來(lái)看,我們國(guó)家供應(yīng)電池支撐了產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,目前在大規(guī)模示范這一塊用的電池基本上都是國(guó)產(chǎn)。根據(jù)目前工信部發(fā)布的新能源汽車(chē)推廣目錄,我們國(guó)家車(chē)用電池,絕大多數(shù)是磷酸鐵鋰電池,也就是說(shuō)近兩年來(lái),三元材料的動(dòng)力電池開(kāi)始在電動(dòng)汽車(chē)上進(jìn)行示范應(yīng)用。大家比較清楚的比亞迪的汽車(chē)用的是鹽酸鐵力電池,像上汽,北汽這些電池系統(tǒng)都是磷酸鐵鋰。一汽奔騰目前是示范車(chē),他用的電池是168,采用了三元材料。
第三個(gè)來(lái)說(shuō)是我們國(guó)家建立了比較完善的產(chǎn)業(yè)體系,昨天我們聽(tīng)到了2014年我們國(guó)家電動(dòng)汽車(chē)的銷(xiāo)量大概是8.4萬(wàn)輛左右,如果按照每輛車(chē)在20-30,大概應(yīng)該說(shuō)我們電池達(dá)到了20億千瓦時(shí)以上,銷(xiāo)售收入應(yīng)該超過(guò)了50億元,2015年會(huì)超過(guò)100億瓦時(shí)。我們國(guó)家現(xiàn)在推進(jìn)動(dòng)力電池產(chǎn)能建設(shè),估計(jì)2015年會(huì)超過(guò)一百億千瓦時(shí)。第二個(gè)我們國(guó)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(cè)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(dāng)省,這是正極材料,負(fù)極材料像貝特瑞,杉杉等在國(guó)際上還是有一定的競(jìng)爭(zhēng)力。
從發(fā)展趨勢(shì)上來(lái)看,我們?nèi)澜绲那闆r來(lái)看,第一個(gè)是鋰離子電池已經(jīng)成為動(dòng)力電池的主要方向。目前大家都很清楚,目前日本,美國(guó)、歐洲、韓國(guó)商業(yè)化的電池主要是采用燃料電池。目前混動(dòng)這一塊也是在推動(dòng)力鋰電池的應(yīng)用。韓國(guó)、日本、中國(guó)在全球鋰電池占主導(dǎo)地位,排序是韓國(guó)第一、日本第二,中國(guó)第三。 最近三星、LG和SK先后宣布在中國(guó)設(shè)立合資公司,我們國(guó)家主流的車(chē)廠也準(zhǔn)備在他的自主品牌汽車(chē)中采用韓國(guó)生產(chǎn)的電池。
動(dòng)力鋰電池特點(diǎn)
我國(guó)政府大力支持新一代動(dòng)力電池的研發(fā),2012年日本實(shí)施蓄電戰(zhàn)略,提出2020年蓄電池市場(chǎng)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(jìn)的鋰離子電池為主,達(dá)到實(shí)用化,系統(tǒng)的比能量達(dá)到250瓦每公斤成本達(dá)到1.5元以下,2030年叫做革新電池,能量達(dá)到500瓦每公斤,成本達(dá)到八毛錢(qián)以下。
美國(guó)在2013年提出來(lái)EV藍(lán)圖,提出目標(biāo)是2022年生產(chǎn)的插電式混合動(dòng)力的電動(dòng)汽車(chē)使用的電力成本與傳統(tǒng)汽車(chē)相當(dāng),根據(jù)2013年發(fā)布的技術(shù)路線圖是2022年下一代電池實(shí)現(xiàn)實(shí)用化,系統(tǒng)的比能量達(dá)到250瓦每公斤,成本降到八毛以下,2013年以后鋰離子電池實(shí)現(xiàn)實(shí)用化。
從新一代鋰離子電池來(lái)講主要是在我們國(guó)家大概一般的叫做新一代動(dòng)力電池的研發(fā)主要圍繞新一代鋰離子動(dòng)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(fù)極材料,電極都要發(fā)生發(fā)生變化,電池比能量可以達(dá)到三百瓦每公斤,成本可以達(dá)到一塊錢(qián)以下。這個(gè)表里面列了兩件事,一個(gè)是最近日立公司宣布采用鎳系的正極和負(fù)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(fù)極,壽命可以達(dá)到100。但是目前這一電池體系的成本和安全有待進(jìn)一步的驗(yàn)證。 第二類(lèi)是新體系電池,這一類(lèi)體系一般的來(lái)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(shuō)做一次電池沒(méi)有問(wèn)題,在動(dòng)力電池領(lǐng)域,在電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域必須做到二次電池。面臨的挑戰(zhàn)也很多。
從目前來(lái)看,這一類(lèi)電池都還是處于試驗(yàn)研究的階段,他的循環(huán),安全、壽命和成本都有待進(jìn)一步驗(yàn)證安全,從最近幾年的情況來(lái)看,特別是2014年美國(guó)阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室發(fā)布的報(bào)告,通過(guò)對(duì)電池系統(tǒng)級(jí)的定量分析,提出鋰金屬/空氣電池系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)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(xiǎn),這個(gè)表里面有紅色的部分,有正極和負(fù)極和整個(gè)系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)更高一點(diǎn)。
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(wèn)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(bào)道的技術(shù)指標(biāo),推測(cè)可能是鋰硫電池體系。我們反復(fù)看了這個(gè)體系,根據(jù)他的技術(shù)指標(biāo),像他的電壓是2.3伏。
以上的分析我們看到我們國(guó)家的產(chǎn)業(yè)存在的問(wèn)題和差距。第一條我們認(rèn)為我們國(guó)家動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng),表現(xiàn)是兩個(gè)方面,一個(gè)是技術(shù)的先進(jìn)性和可靠性競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng),我國(guó)磷酸鐵鋰動(dòng)力電池產(chǎn)品比能量、高低溫特性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性明顯低于國(guó)外采用三元材料動(dòng)力電池的技術(shù)水平;韓國(guó)在1718之后可能會(huì)降到一塊錢(qián),一毛五毛錢(qián)以下。第二個(gè)方面的產(chǎn)品制造裝備、工藝水平、檢測(cè)驗(yàn)證能力、產(chǎn)品質(zhì)量和一致性與國(guó)外相比較,存在較大差距。這是技術(shù)層面上來(lái)講。
企業(yè)來(lái)看
第一企業(yè)的規(guī)模創(chuàng)新力競(jìng)爭(zhēng)不強(qiáng),我國(guó)企業(yè)數(shù)量多,但是大多數(shù)的企業(yè)的經(jīng)濟(jì)規(guī)模、盈利能力,研發(fā)隊(duì)伍,研發(fā)能力,研發(fā)體系和日本和韓國(guó)的企業(yè)相差甚遠(yuǎn)。
第二個(gè)是新一代動(dòng)力電池的技術(shù)創(chuàng)新能力不強(qiáng),表現(xiàn)一個(gè)是國(guó)際專(zhuān)利的數(shù)量明顯低于發(fā)達(dá)國(guó)家的水平,我們國(guó)家發(fā)表的論文很多,大概是世界首位,但是專(zhuān)利的申請(qǐng)主要是集中在國(guó)內(nèi),在美國(guó)申請(qǐng)的專(zhuān)利,大概僅為申請(qǐng)專(zhuān)利占美國(guó)專(zhuān)利的2%,授權(quán)是大概只有1%。在歐洲根本看不到統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)。第二個(gè)是新材料和關(guān)鍵技術(shù)的探索能力強(qiáng),我國(guó)對(duì)新一代動(dòng)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(yán)重不足,工程化開(kāi)發(fā)能力和集中投入機(jī)制沒(méi)有形成。
第三個(gè)是產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新機(jī)制沒(méi)有形成,也是表現(xiàn)在兩個(gè)方面,一個(gè)是技術(shù)創(chuàng)新的協(xié)同機(jī)制沒(méi)有形成,技術(shù)研究集中在高校,科研機(jī)構(gòu),技術(shù)產(chǎn)品和。第二個(gè)是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的協(xié)同機(jī)制沒(méi)有形成,缺乏動(dòng)力電池,電池系統(tǒng)和動(dòng)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(rèn)識(shí),沒(méi)有建立產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展的體制和機(jī)制。
總結(jié)
有三條建議第一個(gè)加快新一代動(dòng)力電池的研發(fā),按照我們國(guó)家的劃,2020年我們國(guó)家的電池比能量達(dá)到300瓦時(shí)每公斤,大概是六年的時(shí)間,所以我們認(rèn)為國(guó)家應(yīng)該設(shè)立新一代動(dòng)力電池創(chuàng)新專(zhuān)項(xiàng)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(dá)到250Wh/kg、成本下降至1.0元/Wh;新體系電池比能量達(dá)到400Wh/kg以上。
第二個(gè)是要加強(qiáng)工程能力創(chuàng)新的建設(shè),。一是建設(shè)新一代動(dòng)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(kāi)發(fā)和產(chǎn)品開(kāi)發(fā);二是建設(shè)動(dòng)力電池產(chǎn)品設(shè)計(jì)驗(yàn)證能力,把電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)要求轉(zhuǎn)化為對(duì)動(dòng)力電池、電池系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。
第三個(gè)是加快推進(jìn)產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新,政府牽頭,行業(yè)組織,聯(lián)合汽車(chē)企業(yè)、電池企業(yè),一是共同制定動(dòng)力電池技術(shù)路線圖,明確階段性目標(biāo)和任務(wù),指導(dǎo)我國(guó)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展;我們認(rèn)為這一條很重要,應(yīng)該說(shuō)這個(gè)任務(wù)也很緊迫,應(yīng)該統(tǒng)一大家的認(rèn)識(shí)。二是共同制定動(dòng)力電池通用技術(shù)規(guī)范,明確電池產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造、儲(chǔ)運(yùn)、回收要求,促進(jìn)我國(guó)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)加快發(fā)展。
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