动力电池的发展问题

动力电池发展中的若干矛盾问题杨裕生2009(第四届)动力锂离子电池技术及产业发展国际论坛动力电池发展的若干矛盾问题引言一、锂离子电池与铅酸电池二、比功率与比能量三、成本与质量四、售价与寿命五、电池充电与电池使用六、补贴电池与补贴电动车七、国外大手笔与我国处境八、当前产业化与长期发展结束语1、发展电动车有共识减轻城市空气污染——

大城市空气污染的50%来自汽车石油与“国家能源安全”——

减少二氧化碳排放，缓解温室效应1亿吨油产生CO2约3亿吨原油对外依存度达到50%发展电动车目的明确——节能(油)减排引言汽车增多石油更紧，发展电动车刻不容缓以电动车的生产、运行为主体以动力电池生产为核心的高技术产业群2、“电动技术产业”正在兴起电动车电动机电控系统动力电池正极材料电源管理供电体系电池回收充电服务电动技术产业能量回收充电设施负极材料电解液资源再生电池复用膜年产500万辆电动车（占一半），年产值万亿元！维持几千万辆电动车运行，年产值千亿元！锂离子电池技术还要进步价格还将降低用锂离子电池的轿车150公里行程——中外已有共识铅酸电池技术有新进展超级电容器已批量生产锂离子电池——凸显纯电动车的优势动力锂离子电池厂如雨后春笋3、动力型蓄电池进步快一、锂离子电池与铅酸电池

比能量、寿命、价格等综合性能不断提高作正极的电池安全性好LiMn2O4LiFePO4电源管理和控制系统改进——

安全性和循环寿命提高电极材料纳米化，比功率提高隔膜国产化，价格降低电池生产向半自动化、自动化前进

可靠性、一致性提高锂离子电池在动力电池中占优势镍氢电池用于混合动力车,优势式微铅酸电池“回马”竞争，市场当“裁判”有人认为：“铅酸电池太古老！燃料电池170岁！——1839年英国格罗夫

863计划却不嫌其老，大力支持了！1859年法国普兰特发明铅酸电池150岁铅酸电池老而不衰，决非偶然!优点：成熟、廉价、安全*（日）Shin-KobeTechnicalReportNo.15(2005-3)技术进步，没有过时：全密封管式水平式卷绕式新组份铅合金电极循环寿命达4500次，70%DOD*

超级电池（Ultrabattery）铅炭电池

继续提高：比能量、比功率、循环寿命发扬优点，发展新技术铅酸动力电池大有作为大型纯电动车增程式电动车混合电动车，短程车超级电池——铅-炭组合负极引自铅酸电池混合电容器超级电池Ultrabattery日本FURUKAWA公司比功率500-600W/kg铅炭电池———均匀复复合、双功功能负极引自铅酸电池混合电容器器advancedlead-acidbatteries,usinglead-carbonelectrodes铅炭电池美国Axion动动力国际际公司Pb-C电电池技术优点：1、重量减减轻2、容量提提高3、充电倍倍率高4、负极无硫酸酸盐化循循环寿寿命延长5、安全、、价廉ApplicantDOEAward($mil.)Loca-tionsTechnologyExideTechno-logieswithAxionPowerInternational$34.3Bristo,TN

Columbus,GAProductionofadvancedlead-acidbatteries,usinglead-carbonelectrodesformicroandmildhybridapplications.EastPenn

ManufacturingCo.$32.5LyonStation,PAProductionoftheUltraBattery(lead-acidbatterywithacarbonsupercapacitorcombination)formicroandmildhybridapplications.EnerG2,Inc.$21Albany,ORProductionofhighenergydensitynano-carbonforultracapacitors.奥巴马新一一代电池中中的铅酸电电池及材料料可以扩产锂锂离子电池池！但更应加强强力量开发铅酸电电池新技术术！铅酸电池厂厂掌握超级电池等多项新技术

60-80Wh/kg

600-800W/kg

则大有优势！集成再创新二、比功率率与比能量量兼有高比功功率和高比比能量———有难度选择依据：：总比功率与与总比能量量——使用用性能总价格寿命其它——可可靠性、能能量效率电动车的起起动和制动动要求高功功率电源电动车的续续驶里程要要求高比能能电源动力电源①全用功率型电池池——价格格、寿命、、安全性②能量型电池池与超级电电容器并联大力发展电电化学电容容器低价、高比比能量的无无机体系电电容器NiO-C；复复旦旦的Li+-C厦大的薄液液层氧化还还原偶电容容器（全V等）重视研制陶陶瓷电容器器高电压，无无串联高比功率与与高比能量量的统一高安全性；；环境友好好降低有机体体系的电容容器的价格格炭材料与低低内阻电容容器工艺并并重三、成本与与质量——成本降降低，应以以保证质量量为前提安全第一；；全面达标标；绝对不能片片面地强调调降低成本本以免导致恶恶性竞争，，自毁长城城——成本降降低，应以以技术进步步为后盾隔膜、电解解质国产化化；生产设设备国产化化提高产品的的合格率；；——成本降降低，应以以规模生产产为基础生产规模扩扩大有过程程-未来降降成本有潜潜力做大、做强强几家动力力电池厂我国5-10年内可新建建5-10个个年产50亿Ah的电池厂投资十几亿/厂厂，配50万辆辆轿车或100万辆辆微型车手机电池厂厂扩产动力力电池，技技术有基础础应充分发挥挥其作用——但须提高自自动化程度度，以提高高电池一致致性许多集团、、省市等，，有大动作作要大力支持持电池生产设设备国产化隔膜、电解解质四、售价与与寿命——长寿命命是最大的的降价——长寿命命是最大的的节能——电池厂厂要对保质质期内的电电池负责保保换——电池要要以寿命论论价电池组的寿寿命长更重重要！优秀的电池池厂要做长长寿命电池池！五、电池充充电与电池池使用——充电方方便，是追追求的目标标之一——但要以以电池充电电的规范化化与使用的的规范化为为保障——过快的的充电不可可取——对电网、电电池车主买车不不买电池，，租/换用用电池公司夜间充充电（调峰峰），用廉廉价电合理租赁制制度和租金金标准地库夜间充充电——住区与电力力部门协助助组成租/换换电池的运营公司——停车场、路路边充电———电力部门提提供服务用户省钱节油减排--国家得得益电网峰/谷差得平抑一举多得充电电用用“谷谷电电””发展展多多种种方方便便用用户户的的充充电电服服务务六、、补补贴贴电电池池与与补补贴贴电电动动车车动力力电电池池是是发发展对优质动力电池应减免税汽车车生生产产厂厂利利润润高高，，何何需需补补贴贴！！补补贴贴买买车车的的有有钱钱人人，，不不公公平平！！动力力电电池池用用户户为为节节油油减减排排作作贡贡献献————补贴贴电电池池价价差差给给用用户户，，合合理理1、、规规模模宏宏大大———能源源部部资资助助24亿亿美美元元，，要要求求企企业业按按1:1的的比比例例配配套套24亿亿美美元元，，共共约约合合人人民民币币330亿亿元元2、重点突出出——纯电动车和混混合动力车，，没有燃料电电池电动车；；3、配套整齐齐——，发展9类、、48个科研研生产项目4、直接支持持最强的企业业——例：奥巴马的的“下一代””电池和电动动车计划七、国外大手手笔与我国处处境15亿美元资助美国的电电池及其配件件制造者以提高电池的的循环容量5亿美元资助电动力系系统的制造者者包括电动机、、电路系统及及其它动力系系统器件4亿美元购买数千辆“插入式”和全电动车在多个地点做做演示验证，，建立充电系系统，教育、、培训先进电电动车领域的的专业人才。。能源部资助24亿美元,三个领域“下一代电池池”的特点1、锂锂离子子电池池为主主2、电电池正正极用用镍-钴-金属属、纳纳米磷磷酸亚亚铁锂锂、氧氧化锰锰3、锂锂离子子电池池中包包括聚聚合物物锂离离子电电池、、尖晶晶石锰锰酸锂锂作正正极、、钛酸酸锂作作负极极的高高功率率锂电电池4、支支持铅铅炭电电池与与超级级电池池各1家5、没没有氢氢-镍镍电池池和燃燃料电电池“先进进车辆辆电气气化””的特特点1、纯纯电动动车最最多———5500辆辆续航里里程为为100英英里的的尼桑桑电动动车，，5000辆续航里里程为为100英英里的的先进进电池池电动动卡车车，400辆100辆电电动中中型卡卡车.2、“插入式式”混合动动力车车———1737辆220辆先先进的的乘用用车和和小货货车由378辆辆卡车车和穿穿梭巴巴士组组成的的车队队150辆“插入式式”混合动动力车车，厢式货货车125辆Volt“插入式式”混合动动力车车提供供给电电子器器件公公司，，500辆辆“插入式式”Volt混混合动动力车车提供供给消消费者者3、增增程式式电动动车(EREVs)———数百百辆雪雪弗兰兰Volt4、没没有燃燃料电电池动动力车车该计计划划给给人人们们的的启启示示：：1、、美美国国政政府府下下定定了了发发展展电电动动车车的的决决心心；；2、、该该计计划划的的目目的的明明确确———抢占占全全世世界界电电池池和和电电动动车车发发展展的的领领先先地地位位，，拟拟认认真真解解决决节节油油、、减减排排；；3、铅炭炭电池、、超级电电池、电电容炭受受重视4、我国国政府和和企业家家应有因因应措施施。我国切不不能拉大大差距八、当前前产业化化与长期期发展当前动力力电池全全力产业业化磷酸铁锂锂电池呼呼声最高高锰酸锂电电池“PK””磷酸铁锂锂电池两者均有有许多提提高水平平的工作作要做长期发展展，要早早作安排排日本有计计划，并并已组织织实施我们要有有自主知知识产权权，应投投入新体系、、新材料料研究难难度大、、很重要要1、介绍绍一种可可缓解矛矛盾的电电动车——“增程式式”电动动车或“双双充式””电动车车结束语电机控制制器电动机空调系统统助力系系统制动动系统市电接口口充电机电池--电容组变速箱微型、小小型车，，6-13kWh锂离离子电池池，用低低谷电不不用油，，可驶80公里里以上，，满足我我国城市市大多数数用户要要求纯电动车车“增程式式”电电动车行驶前先先充电车车上发电电机,按按需充电——动力力机构简简单节油减排排——纯电动车车优先发发展增加里程程内燃机发电机（定型产品）动态控制系统如果配一一个有动动态控制制功能的的30-40kW发电电机组，，行驶中供供电，电电动公交交车就能能连续运运行仍是全电电驱动，，用油增增程；有别于串联混合合动力“增程式式”电动动公交车