從發展趨勢上來看,我們全世界的情況來看,第一個是鋰離子電池已經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用。韓國、日本、中國在全球鋰電池占主導地位,排序是韓國第一、日本第二,中國第三。
我國政府大力支持新一代動力電池的研發,2012年日本實施蓄電戰略,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2013年NEDO發布的技術路線圖,他的技術路線在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。
按照我們國家的規劃,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該設立新一代動力電池創新專項集中研發和投入,突破新一代鋰離子電池和新電池,2020年電池系統比能量達到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。
加強工程能力創新的建設,。一是建設新一代動力電池新材料和關鍵技術的工程化研究能力,銜接基礎研究、工程開發和產品開發;二是建設動力電池產品設計驗證能力,把電動汽車技術要求轉化為對動力電池、電池系統的設計要求。
加快推進產業協同創新,政府牽頭,行業組織,聯合汽車企業、電池企業,一是共同制定動力電池技術路線圖,明確階段性目標和任務,指導我國動力電池產業發展;我們認為這一條很重要,應該說這個任務也很緊迫,應該統一大家的認識。二是共同制定動力電池通用技術規范,明確電池產品的設計、制造、儲運、回收要求,促進我國動力電池產業加快發展。
裝備落后掣肘中國電池發展
博世(中國)投資有限公司執行副總裁徐大全: 談電池加電機取代發動及現在的角度來說比能量還是不夠的。比如說現在所說的每公斤兩百瓦時,汽油我們簡單換算一下考慮所有的熱消耗,可能每公斤是將近兩千瓦時,中間相差十倍,成本上每瓦時大概是現在兩到三塊錢,簡單的來說要四十度電的車要八到十二萬人民幣,還是沒法和汽油機和柴油機來比較。
在中國,鋰電池的一次材料,第二次加工制造的整個的裝備,從這個角度來說,我們還是落后于國外的這幾大領先的日系的、韓系的企業,所以這個方面有很多需要努力的地方,博世公司作為供應商之一也希望進入這一點。
規范是一個基本的門檻,對于動力電池領域的大部分企業影響并不大,產能和產品性能基本都可以達到,可能有一些企業需要增加一些檢測設備來保證產品的性能,例如XRAY檢測設備、涂布測厚儀等。
對于一些檢測設備,國家還沒有強制要求,只是會有一個白名單。值得注意的是,下游客戶在這方面的要求開始提升,這會讓國內電池企業加大一些檢測設備的應用,以更好實現電池的性能。
電池管理技術的重要性
北京理工大學副校長孫逢春:動力電池核心技術仍待突破,電池管理系統的重要性。另外是電池的應用問題這二十多年我們也有體會,電池有沒有管理,從最早北京的103無軌電池,從沒有管理三個月一組電池換掉,到現在已經是48個月了,所以電池的管理我認為對電池的應用也是非常重要。
220V的電池到零下25度的時候,充滿后放電大概能放40%左右,充電只能充40%左右,放電還好一點,這個上邊是充電的我們小電流充電220只能充到118,放電還好一點,低溫充電是一個比較大的問題,怎么樣在電池里邊把電池系統,把充電問題的溫度控制做好,這是非常非常重要的。
電池標準的不統一,不利于發展
天津力神電池股份有限公司總裁秦興才: 電池標準的問題,這個標準是什么,現在有用軟包裝的,軟包裝的各種尺寸,有用大方形的,也是各種尺寸,也有圓柱形的,各種型號。現在企業上來的生產線,投資規模、程度不高。不能滿足投資廠的要求,投資不太大,可能型號沒有確定,過兩天汽車廠不選擇這個型號了,可能就沒法生產了。
現在咱們國家建議用百人會可以提出來體制可以不一樣,我們可以有各種材料的,但是我們的型號,像以前,我五號電池,一號電池幾號電池一樣我定幾個尺寸范圍和標準,這樣的話推薦給車廠去選擇,也推薦給電池廠,你搞產業化按照這個來搞,防止現在的自動化程度越高,將來的汽車廠不選擇這個型號了,可能損失更大。
動力電池應協同上下游企業共同發展
合肥國軒集團董事長李縝:市場空間是無限的,國際能源署預測2020年的時候,我們全球汽車銷售量當年達到720萬輛,我們銷售達到2萬億人民幣,電池達到六千億人民幣的規模,大家知道我們電池企業去年下半年開始,整個市場空間,銷售狀況非常好,應該改變低成本,低品質,低價值,低價格的惡性循環和低端制造,我們應該適應新常態,高技術,高品質,高效益的發展,從我們電池不能搭載世界一流企業,美國和世界的市場,逐步走向,變成可能。
協同是非常重要的,我們始終和我們上下游企業進行緊密的合作,包括和我們的設備制造企業進行了長達八到十年的努力,使我們中國的自主創新的設備能夠生產我們的電池,能夠給我們的汽車裝上好的電池。我們也和我們的貝特瑞等材料企業進行合作,也是我們自己生產的產品,和我們制造的電池能夠使中國的電動汽車走向國際市場。
國軒在發展過程中起步比較早,對于有政府的支持,2009年的時候,在合肥市成立了,所以我們和我們的整車廠進行聯合起來,2009年我們和安凱進行一起合作,中國也是世界的首條純電動的商業化運行的電動公交線30輛。從2010年1月23號正式投放市場到今天的1月23號整整五年時間,五年的結果我們會把這些數據和大家分享,應該說這些,用我們的設備,我們的材料,我們的技術生產我們的汽車,能夠穩定的運營了五年時間,在中國,在世界,也是比較前衛的,這是我們和整車廠合作的結果,當然國軒不僅和江淮、安凱等等進行合作,我們和北汽、上汽,東風等等進行一系列的合作。我覺得我們電池制造企業必須僅僅和我們汽車企業進行合作共贏,我們的汽車企業應該支持我們電池企業,不斷的創新,不斷的自主創新,不斷的用我們自己的能力和水平,能夠把我們的產品貢獻出來,裝載我們的芯走向國際市場,這是我們的根本。
動力電池的技術路線應由市場決定
天能集團董事長張天任:讓市場來決定,就是說讓消費者來決定,現在不要因為去談哪一個電池就好,哪一個電池就不好,因為我們中國畢竟是地大物博,人口眾多,有各種各樣的消費層。
現在中國的電動車的發展,他這個電池的技術路線,我們主張和提倡在不斷的創新,不斷的進步的過程中,比如說我們講鉛酸電池,鉛電池不像以前的鉛電池,原來的鉛電池的比能量是20以下的,現在已經是35,40,最高的超級電池的比能量到了每公斤要達到70-80瓦時左右,而且他的使用壽命,原來在循環次數350次左右,現在最好的鉛電池的百分之七十的DOD的放電的情況下,像美國這樣的達到四千多次,超過了鎳氫電池,而且是某種意義上達到了我們鋰離子電池這么一個水平。所以說我認為鉛電池在我們中國特別是在低速這樣的交通方式的應用中,尤為合適。
問題在于技術比較成熟,價格比較低廉,安全性非常好,還是可回收再利用,他的國際上的回收再利用,美國達到了98.5%,我們中國目前也可以達到90%左右,所以說任何產業,我認為是只有可循環和再利用,再發展這樣一個產業才是可持續的,所以我的觀點是說動力電池的技術路線,不要局限于一種電池,我認為鉛電池有鉛電池的很大的優點。
鋰離子電池,他肯定是一個發展的方向,我們記得在十年前我們開始想做鋰電池的時候,那個時候鋰電池的壽命、價格、安全性都有問題,現在這兩年看來我們的成本,剛剛專家都講到了,我們的性價比,我們已經達到了兩到三塊錢左右,就是鉛酸電池的兩到三倍了,這是價格大幅度的下降,而且安全性也有大幅度的提高,而且完全符合我們今后中高速的電動汽車的發展,所以這是一個問題,這是我想講的一個觀點,就是說電動汽車的動力電池的技術路線應該由市場決定。
LG 電池安全性能為主的研發生產
LG化學高級副總裁兼汽車電池開發中心主任金秀鈴:LG化學非常重視安全,所以我們的技術首先是電芯的原材料和設計都是自己做的。針對SRS分離膜將在后面詳細說明,對電池的設計最重要的是陰極材料和陽極材料之間的能量比和陰極和陽極之間的電阻比。針對電子保護方面的話,主要是傳感精度和保護水平,保護分級,然后是安全參數和運算法則,這幾個是比較重要的項目。
我們所說的SRS分離膜就是安全加強隔膜的簡寫,中間是我們普通的聚烯烴隔膜,這是陶瓷納米顆粒,就是我們所說的SRS隔膜。電池溫度上升的話首先會融掉的是隔膜,這樣容易讓陰極和陽極接觸,形成內部短路。有了陶瓷隔膜即使融掉了,但因為有陶瓷納米顆粒,所以不會讓陰極和陽極直接接觸。目前所有的純電動汽車用電池都是陶瓷隔膜,增加了安全性。我們還要強的是BMS的保護作用。越是高容量的電芯對這兩個的安全性要求就越高。首先BMS一般主要測量的是電芯的電壓、溫度和電流。
第二代電池針對第一代電池提高了很多測量精度。第二個就是BMS的保護級別,一般保護級別分為三級。首先是性能保證,第二級是保證安全但性能就要受影響,第三是安全性能可能會受影響。考慮到BMS有損害的可能性,有些公司用的是增加了一個BMS,有的公司是增加了一個DR保護集成電路,越是高能量的電池越是需要這樣的雙重保護。
下一代電池要求有一個合理的成本和最基本的安全性能,它還要達到一次充電可以行駛500公里以上,快速充電、冷卻系統等。想要滿足客戶這樣的要求,我們的電池所要做到的是能量密度是在80到100kWh,在30分鐘內即可充滿電,電芯的電阻要降低,而且有良好的儲存性能。下面是LG化學的電池比較。從我們客戶要求的電池芯來看,LG化學鎳磷酸鐵鋁的體積要達到400升,重量要達到800公斤才能滿足。最近的第二代電池體積需要200升,重量要達到400公斤才能滿足這樣的客戶需求。但是,目前我們的客戶提出第二代電池也是體積和重量都有一點大了,所以LG化學正在研發新的電池,我們希望它的標準是每升600瓦時。在LG化學開發一個高能量電池就會使用一個高能量的化學材料。想要再次強調的是安全性能非常重要,所以我們不僅是在電芯方面提高安全,同時也要加強BMS和電池包整個的設計,都要確保安全性。

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