立即注册
 找回密码
 立即注册

QQ登录

只需一步,快速开始

扫一扫,访问微社区

电力科技在线 首页 行业资讯 查看内容
2018(第二届)燃料管理智能化技术研讨会

中国动力电池产业的使命和目标

3-30 00:00| 发布者: 电力科技在线| 查看: 36| 评论: 0 |原作者: 雷洪钧 |来自: 第一电动网

放大 缩小
简介:中国政府已经明确了新能源汽车是汽车大国走向强国的必由之路。必由之路的瓶颈是动力电池技术能不能突破?如果能突破,中国发展新能源汽车一定会成功。

我国新能源汽车截止2016年产销规模已经实现了50多万辆,开始主要是公交车用新能源汽车,后续出租车开始用新能源汽车。2015年其他乘用车开始发力,成为新能源汽车主要成分。中国新能源汽车到2020年产销规模规划是200万辆,存量达到500万辆。截止2016年底中国汽车产销规模已经是2800万辆了,存量是1.67亿辆。以上数据表明,我国新能源汽车在汽车总体中,其体量太小。中国政府已经明确了新能源汽车是汽车大国走向强国的必由之路。必由之路的瓶颈是动力电池技术能不能突破?如果能突破,中国发展新能源汽车一定会成功。下面是笔者对中国发展汽车动力电池的使命、愿景、目标、技术路线的研究,供同行参考。

一、动力电池在新能源汽车行业的地位

对燃油汽车而言,发动机是汽车心脏。中国汽车落后于外国,主要是发动机技术落后。发动机难度大,技术迭代时间短,30多年来,由于外国的重重封锁,

我国采用的用市场换技术的路线,却没有换来高端发动机技术。中国是汽车产是销大国,却不是汽车强国。如果不能实现汽车强国的愿望,中国人将长期为外国企业打工。中国政府提出,发展新能源汽车的基本意图是要改变目前的现状,中国汽车工业必须要有新的面貌。

但是,随着环保要求越来越高,发动机技术水平也要求越来越高。中国在燃油汽车方面与外国技术距离是越来越大了,主要的指发动机技术的距离是越来越大。外国人绝不会不对中国人开放,燃油汽车的高端技术。于是,中国政府提出了要弯道超车,如何弯道超车?决定发展新能源汽车。

能实现弯道超车吗?能超!基本理由是,中国人与外国人在汽车动力电池方面都是新的。也就是说在动力电池上技术上,是中国人能不能实现弯道超车的关键,如果动力电池研发及生产上要比外国人能走得快一些,这个弯道超车就会成功。

 

1 动力电池包内部机构

二、中国汽车动力电池发展历程

外国人的新能源汽车发展路径是保持燃油汽车基本优势为前提,这个前提对中国而言是屏障。中国发展新能源汽车上升到了国家战略层面。中国的新能源汽车的基本特征是“纯电驱动”。这一条与外国人的新能源汽车发展路线不同的技术路线。关键是要加快汽车动力电池的发展。

中国对动力电池的研究起步于“十五”科技部电动汽车重点专项,当时主要是镍氢电池和锰酸锂电池;

到“十一五”的时候,主要是磷酸铁锂电池,应该说磷酸铁锂电池的发展支撑了中国“十二五”电动汽车的发展,应用有了磷酸铁锂电池,中国新能源汽车实现了产销世界第一的规模。

到“十二五”,研发转向了三元锂离子电池,三元锂离子电池的比能量会达到180Wh/kg。目前开始推进三元锂离子电池研发和应用。

三、中国汽车动力电池技术现状

(1)产业现状

力神、比亚迪、光宇等企业已经进入到世界的前十的行列,国内开发的单体的技术水平与国外基本处于同一水平,产品的一致性方面与日韩企业还有差距。

(2)比能量现状

①慢充电池以三元材料的为主攻方向,负极材料为石墨为主,正极材料为三元材料的材料体系,其密度在110180WH/Kg,有的已经做到两百瓦时每公斤;

②快充电池以碳酸锂的为主,密度基本上在90WH/Kg的水平。

(3)锂离子电池电芯形状

大致可分圆柱型、方型、和软包聚合物型三大类。圆柱基本规格有:18650,21700

(4)成本现状

2016年电芯产品价格约1,600/kWh左右(成本约1,200/kWh),电池组价格大都在2,4002,500/kWh之间(成本约1,8001,900/kWh)

但是目前动力电池产品性能、质量和成本仍然难以满足新能源汽车推广普及需求,尤其在基础关键材料、系统集成技术、制造装备和工艺等方面与国际先进水平仍有较大差距。

四、中国发展汽车动力电池的使命

需要指出的,发展清洁能源汽车(天然气汽车,发展混合动力汽车,发展甲醇汽车等)是不可能使中国成为世界汽车强国的。必由之路是意思是,只有这一条路。中国要成为汽车强国,是中国人梦想。如何实现汽车强国?专家(学者)见解比较多。习近平在上海汽车集团考察时强调,发展新能源汽车是我国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路,要加大研发力度,认真研究市场,用好用活政策,开发适应各种需求的产品,使之成为一个强劲的增长点。

习主席对发展新能源汽车提出具体要求,使之成为一个强劲的增长点。这里提到“开发适应各种需求的产品”。目前产品功能离客户需求的距离较远。其中一个关键的指标,一次充电持续里程还是燃油汽车二分之一,如新能源公交车持续里程有200公里,乘用车300公里,却是很高的指标了。

目前新能源汽车要适应需求,其中里程是基本指标。这里关键是动力电池比能量指标。发展高能量密度的汽车动力电池,是发展新能源汽车最中心环节的工作。

中国发展新能源汽车不是为争一个“强”字,中国发展汽车动力电池的使命,必须压确保中国新能源汽车成为世界强国,必须要支撑中国新能源汽车成为中国经济一个强劲的增长点。

可以归纳一句话:发展新能源汽车是建设汽车强国的必由之路,动力电池要先行。

五、中国发展汽车动力电池的愿景

(1)2018年前保障高品质动力电池供应:大力推进新型锂离子动力电池研发和产业化,

(2)2020年实现大规模应用:动力电池行业总产能超过1000亿瓦时,形成产销规模在400亿瓦时以上、具有国际竞争力的龙头企业。

(3)2020年正负极、隔膜、电解液等关键材料及零部件达到国际一流水平,形成具有核心竞争力的创新型骨干企业。

(4)2025年新体系动力电池基础研究,实现新的突破。

六、中国发展汽车动力电池基本目标

(1)2018年前的基本目标:

a)没有安全焦虑、没有里程焦虑;

b) 高品质动力电池供需平衡;

c)来年的成本与2016年相比,下降40%

(2)2020年实现目标:

a)新型锂离子动力电池单体比能量超过300瓦时/公斤;

b)系统比能量力争达到260瓦时/公斤,,使用环境达-30℃到55℃,可具备3C充电能力;

c)成本降至1/瓦时以下,动力电池行业总产能超过1000亿瓦时,形成产销规模在400亿瓦时以上、具有国际竞争力的龙头企业。

(3)2025年实现目标:

a)单体比能量达500瓦时/公斤;

b)智能化生产制造和一致性控制水平显著提高;

c)产品设计和系统集成满足功能安全要求,实现全生命周期的安全生产和使用。

七、中国发展汽车动力电池技术路线

(1)正负极、隔膜、电解液等关键材料及零部件均衡协调发展:

a)正极材料由目前磷酸铁锂向三元(镍钴锰酸锂)材料方向推进,无疑高镍的三元材料会成为研发和产业化的热点;

b)负极由目前石墨材料向硅碳材料方向推进,与石墨负极材料相比,石墨的理论能量密度是372mAh/g,而硅负极的理论能量密度达4200mAh/g,超其10倍,目前有企业的硅碳负极材料实现了600mAh/g;

c)电解液向高温、高电压、高阻燃方向推进;

d)极耳能满足20C倍率以上的持续放电要求,达到少发热,确保电池热不失控的关键零部件电池材料实现大规模的应用。

八、总结

a)中国动力电池企业的使命是为中国新能源汽车发展提供基础性、关键性、高品质的动力源总成件,肩负着必由之路开拓者的责任;

b)中国动力电池企业的愿景是成为世界一流动力电池研发和提供商;

c)中国动力电池企业的技术路线是起步于铅酸电池、追赶于镍氢电池和锰酸锂电池、上规模应用于磷酸铁锂电池、将领先于三元电池,向燃料电池发起总攻,抢占固体电池(终极电池)的最高峰。

作者系湖北省汽车工程汽车学会副秘书长

 

 


鲜花

握手

雷人

路过

鸡蛋
已有 0 人参与

会员评论

快捷入口

推荐阅读

电力科技在线 (英文缩写etmtch) 在广大电力企事业单位的支持下,无疑更将电力科技的作用与价值推向更深、更高和更广。作为电力行业科技领域的专业媒体《电力科技在线》(www.etmtch.org.cn)更须肩负责任,进一步完成建设沟通和推广平台的同时,树立更有深意的目标,发挥推动电力科技在创新体制、制度、思维、技术以及成果应用的现实作用,为电力产业的智能化未来贡献更大的价值。

合作方式