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日前,由上海卡耐新能源有限公司生產(chǎn)的高性能三元材料動力鋰電池在某展覽會上亮相。該公司引進日本技術(shù)生產(chǎn)的高性能三元材料動力鋰電池產(chǎn)品,將于2011年底投放國內(nèi)市場。該產(chǎn)品的投放,又將推動國內(nèi)動力鋰電池技術(shù)的進一步發(fā)展。據(jù)了解,新鋰電池能量密度能夠達到160瓦時每公斤。 大力發(fā)展純電動汽車,電池技術(shù)十分重要。相關(guān)資料顯示,鋰離子電池的能量密度約為鎳氫電池的1.5-2.5倍,為鉛酸蓄電池的3-5倍,自放電指標(biāo)顯著優(yōu)于鎳氫電池,鋰離子電池將成為純電動汽車動力電池的主要技術(shù)路線。 提升潛力巨大 專家表示,鋰電池技術(shù)的進步有賴于材料科學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科的進步,技術(shù)突破難度大,但是電動汽車的推廣卻有賴于電池技術(shù)的飛躍和成本的大幅下降。 中國工程院院士陳立泉認為,目前電池性能仍然不能滿足純電動汽車的發(fā)展需要,應(yīng)進一步改善提高電池性能,把鋰電池的能量密度從現(xiàn)在的每公斤100瓦時提高到每公斤200瓦時甚至更高。 國家863計劃節(jié)能與新能源汽車重大項目監(jiān)理咨詢專家組組長王秉剛也認為,目前鋰電池的系能不夠理想,還有很大的提升空間。當(dāng)下,如果采用鋰電池使電動汽車的續(xù)航里程達到200-300公里,那么純電動汽車的重量會非常大,而且成本也很高;如果純電動汽車的重量與傳統(tǒng)化石能源汽車相當(dāng),則以目前鋰電池的技術(shù)水平而言,則無法實現(xiàn)續(xù)航200-300公里。 對此,天津捷威動力工業(yè)集團總裁郭春泰則樂觀地表示,通過成本控制、擴大產(chǎn)銷量、提高生產(chǎn)效率、加快研發(fā),2015年前后鋰電池將完全有可能實現(xiàn)200瓦時每公斤的能量密度水平。據(jù)了解,目前,純電動汽車鋰電池組的能量密度大約是80瓦時每公斤。 與能量密度緊密相關(guān)的則是鋰電池的成本。據(jù)了解,目前,國際先進鋰電池每瓦時的價格大約為30-40美分,而消費者能接受的價格區(qū)間則在15-20美分。據(jù)郭春泰介紹,如果鋰電池的能量密度能達到250瓦時每公斤,其成本就可下降2/3左右,接近每瓦時20美分的消費臨界點。今后,如果鋰電池能量密度能達到1000瓦時每公斤時,則可以完全取代傳統(tǒng)化石能源,使汽車進入電動時代。 據(jù)相關(guān)機構(gòu)預(yù)測,在各國相關(guān)政策的鼓勵下,2020年,全球純電動汽車用鋰電池需求量接近5千萬千瓦時,快充動力鋰電池成本有望下降到400-500美元每千瓦時,普通動力鋰電池價格能下降到200-300美元每千瓦時。 電池研發(fā)面臨瓶頸 世界電動車協(xié)會主席陳清泉表示,當(dāng)前我國純電動汽車電池技術(shù)發(fā)展很快,但存在兩個明顯缺點。一是缺乏深層次技術(shù),比如電池的化學(xué)問題、物理問題、溫度問題、結(jié)構(gòu)問題等,在這些方面研發(fā)還不夠,沒有能夠建立數(shù)學(xué)模型把這些問題搞清楚。二是缺乏評價體系,雖然現(xiàn)在我國部分純電動汽車運行很好,但缺乏好的評價體系,比如電池的安全性怎么樣,在高溫、低溫環(huán)境下能不能正常工作,這些都沒有好的評價體系。 不僅在電池基礎(chǔ)研究方面存在瓶頸,由于在鋰電池的制造工藝和設(shè)備上存在差距,國內(nèi)鋰電池的生產(chǎn)工藝也參差不齊。目前,鋰電池的制造標(biāo)準尚達不到一致性。雖然國內(nèi)在磷酸鐵鋰電池的研究上已經(jīng)取得突破,在某些環(huán)節(jié)上能夠自主研發(fā),但是由于相關(guān)領(lǐng)域大部分專利為美國企業(yè)擁有,在知識產(chǎn)權(quán)與自主研發(fā)之間如何平衡也是擺在相關(guān)企業(yè)面前的一道難題。與此同時,國內(nèi)用于鋰電池生產(chǎn)的原材料大部分取自國內(nèi),但是國內(nèi)的相關(guān)原材料只有通過國際認證,生產(chǎn)出的鋰電池才能被國際認可,現(xiàn)實是國內(nèi)相關(guān)企業(yè)在原材料認證環(huán)節(jié)還存在一些問題,導(dǎo)致其產(chǎn)品無法獲得相應(yīng)的國際認證,難以出口。 應(yīng)多方合作加快相關(guān)研發(fā) 王秉剛認為在電動汽車的核心技術(shù)電池方面,我國雖然不是世界最先進水平,但還有一定產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢。要珍惜在電池領(lǐng)域的優(yōu)勢,投入大量人力、物力來進行新一代電池技術(shù)的研發(fā),不斷提升原始創(chuàng)新能力。王秉剛呼吁國家要高度重視對于新一代電池技術(shù)的研發(fā),建立國家電池研究中心,主要由政府投資,同時吸收社會與企業(yè)的投入,吸納國內(nèi)外優(yōu)秀人才,構(gòu)建靈活的理事會類型的新機制,制定明確的中長期研究目標(biāo)與計劃。研究的范圍包括基礎(chǔ)機理、新材料、新電池、新工藝,主要內(nèi)容是新一代電池技術(shù)。中心要有一支高水平的穩(wěn)定的主力核心團隊,其主要任務(wù)是實現(xiàn)國家戰(zhàn)略目標(biāo);同時也為社會、企業(yè)、高校提供公共研發(fā)平臺,廣泛開展各種多樣化的研究,培養(yǎng)人才。 陳立泉也持相同觀點:希望國家加強對鋰離子電池基礎(chǔ)研究的投入。盡早確定鋰離子動力電池的國家專項,爭取中國的電動汽車使用自己的原創(chuàng)性技術(shù)。同時,鋰電池生產(chǎn)企業(yè)或者鋰電池材料生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)該進一步提升鋰電池的整體性能。在陳立泉看來,鋰電池的能量密度最起碼應(yīng)達到每公斤300瓦時。 針對目前鋰電池的關(guān)鍵材料如隔膜和電解液都因進口而導(dǎo)致生產(chǎn)成本居高不下的現(xiàn)狀,陳清泉表示,相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)通過提高鋰離子電池的能量密度來滿足純電動汽車發(fā)展的需要。同時,也應(yīng)完善我國鋰離子電池的產(chǎn)業(yè)鏈,這樣就可以大幅度降低鋰電池價格。陳清泉認為,在中國這樣一個人口稠密的國家,電動汽車市場潛力巨大,與純電動汽車發(fā)達國家相比,還有不小差距。所以必須追上發(fā)達國家電動汽車研發(fā)的步伐,從電源、集成電路、電源板塊等方面進行認真研發(fā),齊心協(xié)力把電池產(chǎn)業(yè)做大做強。
來源: 《中國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導(dǎo)報》 |
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