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卞曙光:市场份额世界第一 我国锂电池技术与国外仍有差距

来源:中国工业报    作者:陈祎淼   2016/10/28   浏览25304次   

[摘要]锂电池主要市场在美国、欧洲、亚洲,亚洲主要在中国、日本、韩国这三国,现在我国是电池方面的主要生产国。到目前为止,中国的锂电池动力电池供货量应该达到了16.7亿瓦时,同时,我们基本上占据了国际市场将近50%的市场份额,在市场的占有率方面还在不断进步。

“目前我们已经形成了完善的锂电池体系,掌握了动力电池的结构特点、制造工艺、生产技术等,但单体电池产品均一性、稳定性、一致性及安全性等方面与国外相比还有比较大的差距。”在浙江省湖州市举办的第九届国际电动车新型锂电池会议上,国家科技部高技术发展中心副主任卞曙光介绍了中国新能源汽车动力电池研发进展及重点部署。

 

 

卞曙光表示,锂电池主要市场在美国、欧洲、亚洲,亚洲主要在中国、日本、韩国这三国,现在我国是电池方面的主要生产国。从企业角度来看,美国有比较强的研发设计能力,日本生产方面的规范比较严格,而我国在市场份额上超越日本,占据世界第一位。我国与国外的差距主要是单体电池方面,但是在材料方面,甚至在一些基础电源基础研究方面,包括一致性、电池的安全性、核心技术方面,仍有较大距离,这也是我们企业创新的第一步。到目前为止,中国的锂电池动力电池供货量应该达到了16.7亿瓦时,同时,我们基本上占据了国际市场将近50%的市场份额,在市场的占有率方面还在不断进步。

 

 

在卞曙光看来,目前我们在锂电材料方面还存在比较大的问题,主要表现在:一是高端电池材料目前不能自足,低端材料过剩,高端材料不足,对材料的生产工艺研究方面仍有欠缺,材料稳定性还不足。二是电池设计仍有一些问题,多组电池还不能满足需求。三是电池回收规划不足、生产设备水平不高等问题仍存在。单体电池的制造精度、单体温度特性,温适应方面与国外企业还是有一定差距。另外,电池企业制造工艺存在模仿现象,缺少自己创新能力,我国企业应着重借鉴西方成熟的经验和装备水平。同时,我国电池缺乏一些检测功能,在数据采集的可靠性、SOE精确估算、热管理、安全管理方面仍显不足,在连接散热、保护、使用、维护、充电等方面还需要进一步细化。

在中国动力电池方面,卞曙光预计,到2020年是技术的第一阶段,主要是新型锂电池的开发,能量密度的提升,动力电池要实现智能化制造;到2025年,我国要在新型电机技术方面要取得显著进展,使动力电池产业的发展与国际先进水平接轨,培养具有较强国际竞争力的大型公司。到2030年,动力电池产业进入新的发展阶段,电池单体能量的提高,新型材料的应用等要达到国际领先水平。

 

下为报告原文:

 

各位来宾大家好!

 

我们今天一起来探讨新型锂电池研究进展情况,共同来推进我们新型锂电池产业的发展,我想这是一个非常有意义事件。作为国家研发计划新能源汽车的专项,新型锂电池的相关研究目前由科技部高级研究发展中心在做相应的研究工作,因此借此机会我想把中国新能源汽车动力电池研发进展及重点部署给大家做简单介绍。我介绍五方面内容,一、锂电池动力电池的技术现状;二、国内技术国际先进水平的差距;三、我国在这方面的近期发展目标;四、我们的具体研发计划的相关情况;第五、科技部2016年相关项目的基本情况。

 

我国政府对新型锂电池给予高度重视,在“十五”期间的“863计划”里,就对新能源汽车以及动力电池做了重点安排部署,主要是支持锂电池的正极、负极、隔膜、电解液的技术攻关,在“十一五”期间,我们又重点支持了锂离子动力电池、电机系统以及关键原材料的产业化技术攻关。到“十二五”,我国政府重点支持以“能量型锂离子动力电池以及电池系统”为重点的大规模产业化技术工作和应用,并且在能源、汽车等行业得到很多推广应用。从“863计划”开始,中国的锂电池以及电动汽车就按照“三纵三横”的技术体系进行了重点安排和部署。“三纵”方面,我们主要是围绕着燃料电池汽车、混合动力汽车,以及纯电动汽车进行安排和部署;在“三横”的方面,我们重点支持动力电池和电池组的管理系统,电机驱动系统和控制单元等。

 

通过“三横三纵”以及多能源控制系统这三方面来支撑我们新能源汽车的具体研发,从而形成了具有中国特色的电动汽车技术体系和发展路径。在“十二五”末期,我们的动力电池最大功率达到2178千瓦千赫,成本低于2元每瓦时;在比能量型锂离子动力电池方面,我们的比能量达到了大于160瓦时每公斤的水平,成本低于3元每瓦时,并且还可以批量用于示范型新能源汽车,包括客车、轿车等车型。我们的材料体系主要是锰酸锂、磷酸铁锂及三元,目前已经实现了规模化的应用,锂离子动力电池现在已经具备了产业化水平。同时我们在电池系统的集成技术方面也取得了重要进展,产业链的产业化程度从几百万瓦时已经到了几千万瓦时。我国排名前十的动力电池企业,包括比亚迪,国家新能源、国轩等大型企业。

 

单体电池,电池系统、电动汽车等方面的发展现状:在新产品方面,我们的磷酸铁锂能量密度是能够做到120到140瓦时每公斤,5安时的磷酸铁锂电池能量达到130瓦时每公斤。但是在三元、磷酸铁锂方面,我们规模化的磷酸铁锂电池,包括方形、软包、圆形,大概是在160到220每公斤这样的范围。我们的动力电池在单体、安全性都达到了国标-T3185的安全性要求,但是在锰酸锂和三元体系等方面,对安全性的把握控制应该更为严格。我们的方形锂离子电池比国外水平更先进,但是软包和18650的技术方面,我们在能量密度方面还有些比较大的差距。因此,从整体来讲,我们目前关键点在单体电池方面。目前我们已经形成了完善的锂电池体系,掌握了动力电池的结构特点、制造工艺、生产技术等,但产品均一性、稳定性、一致性及安全性等方面与国外相比还有比较大的差距,

 

我们知道锂电池主要市场在美国、欧洲、亚洲,亚洲主要在中国、日本、韩国这三国,现在我国是电池方面的主要生产国,从企业角度来看,美国有比较强的研发设计能力,日本生产方面的规范比较严格,而我国在市场份额上超越日本,占据世界第一位。我国与国外的差距主要是单体电池方面,但是在材料方面,甚至在一些基础电源基础研究方面,包括一致性、电池的安全性、核心技术方面,仍有较大距离,这也是我们企业创新的第一步。到目前为止,中国的锂电池动力电池供货量应该达到了16.7亿瓦时,同时,我们基本上占据了国际市场将近50%的市场份额,在市场的占有率方面还在不断进步。

 

目前,我们在锂电材料方面还是存在着比较大的问题,主要表现在两方面,一个方面,高端电池材料目前不能自足,低端材料过剩,高端材料不足,对材料的生产工艺研究方面仍有欠缺,材料稳定性还不足。第二方面,电池设计仍有一些问题,多组电池还不能满足需求。第三方面,电池回收规划不足、生产设备水平不高等问题仍存在。单体电池的制造精度、单体温度特性,温适应方面与国外企业还是有一定差距。另外电池企业制造工艺存在模仿现象,缺少自己创新能力,我国企业应着重借鉴西方成熟的经验,和装备水平。同时我们电池缺乏一些检测功能,在数据采集的可靠性、SOE精确估算、热管理、安全管理方面仍显不足,在连接散热、保护、使用、维护、充电等方面还需要进一步细化。

 

目前,电动汽车以及锂电池等产业都获得了国家的重视。在2012年新能源汽车规划中,我们提出到2020年,锂动力电池模块的容量达到350瓦时每公斤,成本降到1.5元每瓦以下,在《中国制造2025》规划中,我们规定2020年达到350公斤每瓦时,2025年到400瓦时每公斤,2030年达到500瓦时每公斤。在动力电池研发规划方面,我们也提出电池能量密度规划,到2020年达到300瓦时每公斤,成本降到0.8元每瓦以下。最新的规划中我们要求能量密度要达到500瓦时/公斤以上,这方面全球几个国家规划还在规划方面保持一致。

 

在中国动力电池方面,我们预计,到2020年是技术的第一阶段,主要是新型锂电池的开发,能量密度的提升,动力电池要实现智能化制造;到2025年,我们要在新型电机技术方面要取得显著进展,使动力电池产业的发展与国际先进水平接轨,培养具有较强国际竞争力的大型公司。到2030年,动力电池产业进入新的发展阶段,电池单体能量的提高,新型材料的应用等要达到国际领先水平。

 

未来,我们重点还是围绕着新型电池、高比能量的新锂电池作为我们研发攻关的重点,在新型锂电池方面我们主要采用新型的高电压正极材料、负极材料,取代现有的锂电池材料,使电池成本、能量比功率都有明显地提高,来解决它的耐久性等关键问题。

 

预计我们新型电池主要以更低的成本和更高的能量比为主,并能够顺利进入产业化阶段。中国的新能源汽车还是以混合动力、纯电动为主要方向,并需要大规模降低电池成本、提高电池性能,因此我们研发部门还要在新型锂电池研发方面,通过提升动力电池的自身比能量,实现既定目标,来满足我们中国新能源车的目标。

 

目前,我们按照国家规划要求,有步骤地发展动力电池管理信息系统、电机驱动系统,燃料电池动力系统、混合动力系统、纯电动控制系统等,而且需要围绕产业链咱们来共同创建从材料电池到整车,从而使我们电池性能和电动汽车领域取得很大的提升。因此,我们将在研究核心技术、人才等六个方面来进行布局。一个方面要完善动力电池研发理念,来全方位加强动力电池的基础性研发,在研发方面我们重点做好电池材料体系,包括正极负极隔膜电解液,电池单体模块和电池系统研发。通过研发,我们可以提高包括电性能安全性、操纵性在内的所有性能,总体提升电池摩阻性能。同时我们要促进动力电池产业的发展,促进并加强我们设计制造以及系统集成能力。

 

在2015年,我们锂硫的水平是在300瓦时每公斤,单体电池达到200瓦时这样一个比能量,到2020年,我们计划锂硫电池达到400瓦时,单体电池达到300瓦时每公斤。在2016年,我们任务是主要围绕动力电池材料体系方面重点安排部署,到2017年,我们将主要针对高比能量的锂离子电池,高比功率的动力电池方面,2017年国家重点研发计划和这方面的指南我们已经在网上公布了。

 

我们也希望在座的各位企业家,各位专家,对我们国家重点研发计划以及其方向积极地建言献策,提供很好的建议,是希望围绕国家重点研发计划任务,希望大家积极参与,共同来为我们国家新型锂电池和动力电池基础研发。

 



 


(责任编辑:SIA)


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