中国新能源汽车与电池技术研发进展与重点部署

中国新能源汽车与电池技术研发进展与重点部署打开文本图片集“我们基本上占据了国际市场将近50%的市场份额。”随着中国成为世界新能源汽车第一产销大国，作为新能源汽车的核心零部件，我国动力电池的市场占有率也在不断上升，其研发与生产至关重要。作为国家重点研发计划新能源汽车等重点专项，新型锂电池的相关研究目前由科技部高技术研究发展中心在做相应的研究工作，中心副主任卞曙光全而梳理了当前国内动力电池的发展现状，发展中存在的各种问题，与国外先进水平的差距，并重点提出了国家对这一产业下一阶段的发展目标和部署。问题与差距我国政府对新型锂电池给予高度重视，汁五”期间的K63计划”己经对新能源汽车以及动力电池做了重点安排部署，主要导向是支持锂电池的正极、负极、隔膜、电解液的技术攻关。■十一五”期间重点支持锂离子动力电池、电机系统以及关键原材料产业化的技术攻关。至卜十二五”期间，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、汽车等行业得到推广应用。从K63计划”开始，中国的锂电池以及电动汽车就按照•三纵三横”的技术体系进行重点安排和部署。■三纵”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；“三横”则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。“三横三纵”以及多能源控制系统等支撑起了国内新能源汽车的具体研发工作，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，我国动力电成本低于2元/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/公斤的水平，成本低于3元/瓦时，可以批量用于示范型新能源汽车，包括客车、轿车等车型。材料体系主要包括吨孟酸锂、磷酸铁锂及三元，目前己经实现了规模化应用，锂离子动力电池己经具备产业化水平。同时,我们在电池系统的集成技术方而也取得了重要进展，产业化程度从百万级瓦时上升到了千万级。在单体电池新产品方而，我们的磷酸铁锂能量密度己经能够做到120到240瓦时/公斤，容量为5安时的磷酸铁锂电池能量可达230瓦时/公斤。单体动力电池安全性都达到了国标的安全性要求，但是在猛酸锂和三元体系等方而，对安全性的把握控制应该更为严格。国内的方形锂离子电池比国外水平更先进，但是在软包和*”好电池的技术方而，能量密度上我们与国外相比还有比较大的差距。因此，从整体来看，我们目前关键点在单体电池方面。目前国内己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。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。现在我国是电池的主要生产国。从企业实力来看，美国企业有比较强的研发设计能力，日本在生产方而的规范比较严格，我国在市场份额上超越日木，占据世界第一位。中国动力电池单体性能指标与国外先进技术差距相对较小，但在高端材料与相关基础研究方面，以及一致性、良品率、成组技术、电池安全性、可靠性和系统管理技术等方而差距较大。企业创新能力不强，优势产能不足。这也是我们企业创新的第一步。到目前为止，中国的锂离子动力电池供货量约达16.7亿瓦时。同时，我们基木上占据了国际市场将近50%的市场份额，市场占有率还在不断进步。目前，国内在锂电材料等方面的问题比较大，主要表现在以下方ffi：一是高端电池材料目前不能自足，低端材料过剩，对材料的生产工艺研究仍有欠缺，材料稳定性不足。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、温适应等方而与国外企业还有一定差距。另外，电池企业制造工艺模仿现象较重,缺少自己的创新能力，我国企业应着重学习借鉴西方成熟的经验、装备制造水平。同时，我们的电池也缺乏一些检测功能，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。新阶段的攻关重点《节能与新能源汽车产业发展规划（2022-2022年）》中提出到2022年，锂动力电池模块的容量达到350瓦时/公斤，成木降到2.5元/瓦时以下，在《中国制造2025》规划中，我们规定的目标是2022年达到350公斤/瓦时，2021年到400瓦时/公斤，2030年达到500瓦时/公斤。在动力电池研发规划上，我们也提出了电池能量密度规划，即到2021年达到300瓦时/公斤，成本降到0.8元/瓦时以下。在最新的规划中，我们要求电池能量密度达到500瓦时/公斤以上，世界主要国家在这些规划目标方而基本保持一致。我们预计，2021年是国内锂电池技术发展的第一阶段，主要任务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2022年，我们要在新型电机技术方而取得显著进展，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，高性能、低成木的新型锂离子电池和新体系电池是新能源汽车动力电池发展的主要方向。新型锂离子电池将采用高电压/高容量正极材料、高容量负极材料和高压电解液替代现有锂离子电池材料,电池成木、比能量和能量密度将具有明显优势，能够大幅度提升新能源汽车经济性和使用的便利性，还要解决耐久性、环境适应性和安全性等关键问题。未来相当长一段时期内，中国节能与新能源汽车将以普及应用插电式混合动力汽车、纯电动汽车等新能源汽车为主要任务，迫切期待动力电池降低成本、提高性能。研发新型锂离子电池和新体系电池、提升动力电池智能制造水平、完善验证测试方法和标准体系，既是中国节能与新能源汽车的发展需求，也是中国动力电池发展的关键任务,具有紧迫性。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，共同创建从材料、电池到整车的完整产业链，使我们电池的性能和电动汽车都能得到较大提升。因此，我们将在研究核心技术、人才等六个方而进行布局。一个方面要完善动力电池研发理念，全方位加强动力电池的基础性研发工作，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的研发。通过研发，我们可以提高包括电池安全性、操纵性在内的所有性能，总体提升电池模组的性能。同时，我们要促进动力电池产业的发展，促进并加强设计制造以及系统集成能力。在2021年，我们锂硫电池的水平是在300瓦时/公斤，单体电池比能量达到200瓦时/公斤，到2