目前在电动汽车里边用的动力电池主要包括镍氢电池、锂离子电池和燃料电池三类化学体系,镍氢电池目前已经很成熟了,在普瑞斯混合动力里面已经广泛使用,当然普瑞斯销售已经达到了七百多万辆,现在我们说的锂离子电池,按照分类有磷酸铁锂(LFP)、锰酸锂(LMO)、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂,后边两个我们叫做三元体系。所以从这个表里可以看到,目前大概锂离子电池从磷酸铁锂已经朝三元的方向转变,单体能量可以达到180。可以看到这个三元材料的电池应该说还有一定的发展空间,极限密度可以达到250甚至是260,这是目前应该说在产业界,大家努力的一个方向。
我们国家开发了镍氢电池,锂离子燃料电池,关键技术指标达到了国外同类产品的一个先进水平,目前我们锂电池可以做到系统的比能量800-1000瓦时,比功率可以做到500-100瓦时,循环寿命也能做到突破一千次,使用寿命大概是可以达到五年,成本大概是说可以低于每瓦时三块钱。
动力电池产业缺乏协同创新机制
国联汽车动力电池研究院院长卢世刚在中国电动汽车百人会论坛上在提到这些技术数据后表示,我们国家的动力电池产业存在的问题和差距。一个是技术的先进性和可靠性竞争力不强,我国磷酸铁锂动力电池产品比能量、高低温特性、可靠性、经济性明显低于国外采用三元材料动力电池的技术水平。同时,产品制造装备、工艺水平、检测验证能力、产品质量和一致性与国外相比较,存在较大差距。
企业的规模创新力竞争不强也是我们现在的软肋。我国企业数量多,但是大多数的企业的经济规模、盈利能力,研发队伍,研发能力,研发体系和日本和韩国的企业相差甚远。新一代动力电池的技术创新能力不强。我国对新一代动力电池的技术研究探索中,新材料工程研究严重不足,工程化开发能力和集中投入机制没有形成。技术研究集中在高校,科研机构,技术产品。缺乏动力电池,电池系统和动力电池的产业在技术路线和产品要求,质量体系,电池回收等方面统一的认识,没有建立产业协同发展的体制和机制。
针对这一问题,他也提出了三点建议。第一,加快新一代动力电池的研发,国家应该设立新一代动力电池创新专项集中研发和投入,突破新一代锂离子电池和新电池,2020年电池系统比能量达到250Wh/kg、成本下降至1.0元/Wh;新体系电池比能量达到400Wh/kg以上。第二,要加强工程能力创新的建设。建设新一代动力电池新材料和关键技术的工程化研究能力,衔接基础研究、工程开发和产品开发;建设动力电池产品设计验证能力,把电动汽车技术要求转化为对动力电池、电池系统的设计要求。第三,加快推进产业协同创新,政府牵头,行业组织,联合汽车企业、电池企业。共同制定动力电池技术路线图,明确阶段性目标和任务,指导我国动力电池产业发展,共同制定动力电池通用技术规范,明确电池产品的设计、制造、储运、回收要求,促进我国动力电池产业加快发展。
统一标准才能形成产业化规模
天津力神电池股份有限公司总裁秦兴才先生作为电池生产企业,在动力电池的发展问题上提出了一个标准的问题。他认为,动力电池需要有一个标准。这个标准是什么,现在有用软包装的,软包装的各种尺寸,有用大方形的,也是各种尺寸,也有圆柱形的,各种型号。现在企业上来的生产线,投资规模、程度不高。不能满足投资厂的要求,投资不太大,可能型号没有确定,过两天汽车厂不选择这个型号了,可能就没法生产了。我们可以有各种材料的,但是我们的型号,像以前,五号电池,一号电池几号电池一样,定几个尺寸范围和标准,这样的话推荐给车厂去选择,也推荐给电池厂,搞产业化按照这个来搞,防止现在的自动化程度越高,将来的汽车厂不选择这个型号了,可能损失更大。
适应市场需求与可循环利用也是动力电池研究应该考虑的
天能集团董事长张天任在谈到动力电池问题的时候也提出了一个思路和方向,就是市场需求和循环利用。他认为,现在中国的电动车的发展,电池的技术路线,应主张和提倡在不断的创新,不断的进步的过程中,关注需求。比如说铅酸电池,铅电池不像以前的铅电池,原来的铅电池的比能量是20以下的,现在已经是35,40,最高的超级电池的比能量到了每公斤要达到70-80瓦时左右,而且他的使用寿命,原来在循环次数350次左右,现在最好的铅电池的百分之七十的DOD的放电的情况下,像美国这样的达到四千多次,超过了镍氢电池,而且是某种意义上达到了我们锂离子电池这么一个水平。所以说铅电池在我们中国特别是在低速这样的交通方式的应用中,尤为合适。而且技术比较成熟,价格比较低廉,安全性非常好,还是可回收再利用,它国际上的回收再利用,美国达到了98.5%,我们中国目前也可以达到90%左右,所以说任何产业,只有可循环和再利用,再发展这样一个产业才是可持续的,所以说动力电池的技术路线,不要局限于一种电池。
锂离子电池,肯定是一个发展的方向,十年前开始想做锂电池的时候,寿命、价格、安全性都有问题,现在看来我们的成本,性价比,已经达到了两到三块钱左右,就是铅酸电池的两到三倍了,这是价格大幅度的下降,而且安全性也有大幅度的提高,完全符合我们今后中高速的电动汽车的发展,就是说电动汽车的动力电池的技术路线应该由市场决定。
另外无论是锂电池还是铅酸电池,我们要从原材料,隔膜,电解液,正极材料等等方面,把创新的技术路线向前移,还要向下延伸,跟我们的广大整车企业一起来搞研发,联合开发,同心同力才能很快将新能源汽车发展到一个新高度。
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