1、動(dòng)力電池發(fā)展中的若干矛盾問(wèn)題,楊裕生,2009(第四屆)動(dòng)力鋰離子電池技術(shù) 及產(chǎn)業(yè)發(fā)展國(guó)際論壇,動(dòng)力電池發(fā)展的若干矛盾問(wèn)題,引言 一、鋰離子電池與鉛酸電池 二、比功率與比能量 三、成本與質(zhì)量 四、售價(jià)與壽命 五、電池充電與電池使用 六、補(bǔ)貼電池與補(bǔ)貼電動(dòng)車(chē) 七、國(guó)外大手筆與我國(guó)處境 八、當(dāng)前產(chǎn)業(yè)化與長(zhǎng)期發(fā)展 結(jié)束語(yǔ),1、發(fā)展電動(dòng)車(chē)有共識(shí),減輕城市空氣污染,大城市空氣污染的 50%來(lái)自汽車(chē),石油與“國(guó)家能源安全”,減少二氧化碳排放，緩解溫室效應(yīng) 1億噸油產(chǎn)生CO2約3億噸,原油對(duì)外依存度達(dá)到 50%,發(fā)展電動(dòng)車(chē)目的明確節(jié)能(油)減排,引言,汽車(chē)增多石油更緊，發(fā)展電動(dòng)車(chē)刻不容緩,以電動(dòng)車(chē)的生產(chǎn)、運(yùn)

2、行為主體 以動(dòng)力電池生產(chǎn)為核心的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)群,2、“電動(dòng)技術(shù)產(chǎn)業(yè)”正在興起,電動(dòng)車(chē),電動(dòng)機(jī),電控系統(tǒng),動(dòng)力電池,正極材料,電源管理,供電體系,電池回收,充電服務(wù),電動(dòng)技術(shù)產(chǎn)業(yè),能量回收,充電設(shè)施,負(fù)極材料,電解液,資源再生,電池復(fù)用,膜,年產(chǎn)500萬(wàn)輛電動(dòng)車(chē)（占一半），年產(chǎn)值萬(wàn)億元！ 維持幾千萬(wàn)輛電動(dòng)車(chē)運(yùn)行，年產(chǎn)值千億元！,鋰離子電池技術(shù)還要進(jìn)步 價(jià)格還將降低,用鋰離子電池的轎車(chē) 150公里行程中外已有共識(shí),鉛酸電池技 術(shù)有新進(jìn)展,超級(jí)電容器 已批量生產(chǎn),鋰離子電池凸顯純電動(dòng)車(chē)的優(yōu)勢(shì),動(dòng)力鋰離子電池廠如雨后春筍,3、動(dòng)力型蓄電池進(jìn)步快,一、鋰離子電池與鉛酸電池,比能量、壽命、價(jià)格等綜合性能不斷

3、提高,作正極的電池安全性好,LiMn2O4 LiFePO4,電源管理和控制系統(tǒng)改進(jìn) 安全性和循環(huán)壽命提高,電極材料納米化，比功率提高,隔膜國(guó)產(chǎn)化，價(jià)格降低,電池生產(chǎn)向半自動(dòng)化、自動(dòng)化前進(jìn) 可靠性、一致性提高,鋰離子電池在動(dòng)力電池中占優(yōu)勢(shì),鎳氫電池用于混合動(dòng)力車(chē),優(yōu)勢(shì)式微 鉛酸電池“回馬”競(jìng)爭(zhēng)，市場(chǎng)當(dāng)“裁判”,有人認(rèn)為：“鉛酸電池太古老！,燃料電池170歲！1839年英國(guó)格羅夫863計(jì)劃卻不嫌其老，大力支持了！,1859年法國(guó)普蘭特 發(fā)明鉛酸電池 150歲,鉛酸電池老而不衰，決非偶然!,優(yōu)點(diǎn)：成熟、廉價(jià)、安全,*（日）Shin-Kobe Technical Report No.15 (2005-

4、3),技術(shù)進(jìn)步，沒(méi)有過(guò)時(shí)： 全密封 管式 水平式 卷繞式 新組份鉛合金電極,循環(huán)壽命達(dá)4500次， 70%DOD*,超級(jí)電池（Ultrabattery） 鉛炭電池,繼續(xù)提高：比能量、比功率、循環(huán)壽命,發(fā)揚(yáng)優(yōu)點(diǎn)，發(fā)展新技術(shù),鉛酸動(dòng)力電池大有作為 大型純電動(dòng)車(chē) 增程式電動(dòng)車(chē) 混合電動(dòng)車(chē)，短程車(chē),超級(jí)電池鉛-炭組合負(fù)極,鉛酸電池,混合電容器,超級(jí)電池,Ultrabattery,日本FURUKAWA公司,比功率500-600W/kg,鉛炭電池均勻復(fù)合、雙功能負(fù)極,引自,鉛酸電池,混合電容器,advanced lead-acid batteries, using lead-carbon electrod

5、es,鉛炭電池,美國(guó) Axion 動(dòng)力國(guó)際公司,Pb-C電池技術(shù),優(yōu)點(diǎn)： 1、重量減輕 2、容量提高 3、充電倍率高 4、負(fù)極無(wú)硫酸鹽化 循環(huán)壽命延長(zhǎng) 5、安全、價(jià)廉,奧巴馬新一代電池中的鉛酸電池及材料,可以擴(kuò)產(chǎn)鋰離子電池！,但更應(yīng)加強(qiáng)力量 開(kāi)發(fā)鉛酸電池新技術(shù)！,鉛酸電池廠,二、比功率與比能量,兼有高比功率和高比能量有難度,選擇依據(jù)： 總比功率與總比能量使用性能 總價(jià)格 壽命 其它可靠性、能量效率,電動(dòng)車(chē)的起動(dòng)和制動(dòng)要求高功率電源 電動(dòng)車(chē)的續(xù)駛里程要求高比能電源,動(dòng)力電源,全用功率型電池價(jià)格、壽命、安全性 能量型電池與超級(jí)電容器并聯(lián),大力發(fā)展電化學(xué)電容器,低價(jià)、高比能量的無(wú)機(jī)體系電容器 NiO

6、-C； 復(fù)旦的Li+-C 廈大的薄液層氧化還原偶電容器（全V等）,重視研制陶瓷電容器,高電壓，無(wú)串聯(lián) 高比功率與高比能量的統(tǒng)一 高安全性；環(huán)境友好,降低有機(jī)體系的電容器的價(jià)格,炭材料與低內(nèi)阻電容器工藝并重,三、成本與質(zhì)量,成本降低，應(yīng)以保證質(zhì)量為前提 安全第一；全面達(dá)標(biāo)；,絕對(duì)不能片面地強(qiáng)調(diào)降低成本 以免導(dǎo)致惡性競(jìng)爭(zhēng)，自毀長(zhǎng)城,成本降低，應(yīng)以技術(shù)進(jìn)步為后盾 隔膜、電解質(zhì)國(guó)產(chǎn)化；生產(chǎn)設(shè)備國(guó)產(chǎn)化 提高產(chǎn)品的合格率；,成本降低，應(yīng)以規(guī)模生產(chǎn)為基礎(chǔ) 生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大有過(guò)程-未來(lái)降成本有潛力,做大、做強(qiáng)幾家動(dòng)力電池廠,我國(guó)5-10年內(nèi)可新建5-10個(gè)年產(chǎn)50億Ah的電池廠 投資十幾億/廠，配50萬(wàn)輛轎車(chē)或1

7、00萬(wàn)輛微型車(chē),手機(jī)電池廠擴(kuò)產(chǎn)動(dòng)力電池，技術(shù)有基礎(chǔ) 應(yīng)充分發(fā)揮其作用 但須提高自動(dòng)化程度，以提高電池一致性,許多集團(tuán)、省市等，有大動(dòng)作,要大力支持電池生產(chǎn)設(shè)備國(guó)產(chǎn)化 隔膜、電解質(zhì),四、售價(jià)與壽命,長(zhǎng)壽命是最大的降價(jià) 長(zhǎng)壽命是最大的節(jié)能 電池廠要對(duì)保質(zhì)期內(nèi)的電池負(fù)責(zé)保換 電池要以壽命論價(jià),電池組的壽命長(zhǎng)更重要！,優(yōu)秀的電池廠要做長(zhǎng)壽命電池！,五、電池充電與電池使用,充電方便，是追求的目標(biāo)之一,但要以電池充電的規(guī)范化與使用的規(guī)范化為保障,過(guò)快的充電不可取對(duì)電網(wǎng)、電池,車(chē)主買(mǎi)車(chē)不買(mǎi)電池，租/換用電池 公司夜間充電（調(diào)峰），用廉價(jià)電 合理租賃制度和租金標(biāo)準(zhǔn),地庫(kù)夜間充電住區(qū)與電力部門(mén)協(xié)助,組成租/換電

8、池的運(yùn)營(yíng)公司,停車(chē)場(chǎng)、路邊充電電力部門(mén)提供服務(wù),用戶省錢(qián) 節(jié)油減排-國(guó)家得益 電網(wǎng)峰/谷差得平抑,一舉 多得,充電用 “谷電”,發(fā)展多種方便用戶的充電服務(wù),六、補(bǔ)貼電池與補(bǔ)貼電動(dòng)車(chē),動(dòng)力電池是發(fā)展中的新產(chǎn)品 對(duì)優(yōu)質(zhì)動(dòng)力電池應(yīng)減免稅,汽車(chē)生產(chǎn)廠利潤(rùn)高，何需補(bǔ)貼！補(bǔ)貼買(mǎi)車(chē)的有錢(qián)人，不公平！,動(dòng)力電池用戶為節(jié)油減排作貢獻(xiàn) 補(bǔ)貼電池價(jià)差給用戶，合理,1、規(guī)模宏大能源部資助24億美元，要求企業(yè)按1:1的比例配套24億美元，共約合人民幣330億元 2、重點(diǎn)突出純電動(dòng)車(chē)和混合動(dòng)力車(chē)，沒(méi)有燃料電池電動(dòng)車(chē)； 3、配套整齊，發(fā)展9類(lèi)、48個(gè)科研生產(chǎn)項(xiàng)目 4、直接支持最強(qiáng)的企業(yè),例：奧巴馬的“下一代”電池和電動(dòng)車(chē)計(jì)

9、劃,七、國(guó)外大手筆與我國(guó)處境,15億美元資助美國(guó)的電池及其配件制造者 以提高電池的循環(huán)容量 5億美元資助電動(dòng)力系統(tǒng)的制造者 包括電動(dòng)機(jī)、電路系統(tǒng)及其它動(dòng)力系統(tǒng)器件 4億美元購(gòu)買(mǎi)數(shù)千輛“插入式”和全電動(dòng)車(chē) 在多個(gè)地點(diǎn)做演示驗(yàn)證，建立充電系統(tǒng)，教育、培訓(xùn)先進(jìn)電動(dòng)車(chē)領(lǐng)域的專業(yè)人才。,能源部資助24億美元,三個(gè)領(lǐng)域,“下一代電池”的特點(diǎn),1、鋰離子電池為主 2、電池正極用鎳-鈷-金屬、納米磷酸亞鐵鋰、氧化錳 3、鋰離子電池中包括聚合物鋰離子電池、尖晶石錳酸鋰作正極、鈦酸鋰作負(fù)極的高功率鋰電池 4、支持鉛炭電池與超級(jí)電池各1家 5、沒(méi)有氫-鎳電池和燃料電池,“先進(jìn)車(chē)輛電氣化”的特點(diǎn),1、純電動(dòng)車(chē)最多55

10、00輛 續(xù)航里程為100英里的尼桑電動(dòng)車(chē)，5000輛 續(xù)航里程為100英里的先進(jìn)電池電動(dòng)卡車(chē)，400輛 100輛電動(dòng)中型卡車(chē). 2、“插入式”混合動(dòng)力車(chē)1737輛 220輛先進(jìn)的乘用車(chē)和小貨車(chē) 由378輛卡車(chē)和穿梭巴士組成的車(chē)隊(duì) 150輛“插入式”混合動(dòng)力車(chē)，廂式貨車(chē) 125輛Volt “插入式”混合動(dòng)力車(chē)提供給電子器件公司，500輛“插入式” Volt混合動(dòng)力車(chē)提供給消費(fèi)者 3、增程式電動(dòng)車(chē)(EREVs)數(shù)百輛雪弗蘭Volt 4、沒(méi)有燃料電池動(dòng)力車(chē),該計(jì)劃給人們的啟示：,1、美國(guó)政府下定了發(fā)展電動(dòng)車(chē)的決心； 2、該計(jì)劃的目的明確搶占全世界電池和電動(dòng)車(chē)發(fā)展的領(lǐng)先地位，擬認(rèn)真解決節(jié)油、減排； 3

11、、鉛炭電池、超級(jí)電池、電容炭受重視 4、我國(guó)政府和企業(yè)家應(yīng)有因應(yīng)措施。,我國(guó)切不能拉大差距,八、當(dāng)前產(chǎn)業(yè)化與長(zhǎng)期發(fā)展,當(dāng)前動(dòng)力電池全力產(chǎn)業(yè)化 磷酸鐵鋰電池呼聲最高 錳酸鋰電池“PK”磷酸鐵鋰電池 兩者均有許多提高水平的工作要做,長(zhǎng)期發(fā)展，要早作安排 日本有計(jì)劃，并已組織實(shí)施 我們要有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，應(yīng)投入 新體系、新材料研究難度大、很重要,1、介紹一種可緩解矛盾的電動(dòng)車(chē) “增程式”電動(dòng)車(chē) 或 “雙充式”電動(dòng)車(chē),結(jié)束語(yǔ),電機(jī)控制器,電動(dòng)機(jī),空調(diào)系統(tǒng)助力系統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng),市電接口,充電機(jī),電池- 電容組,變速箱,微型、小型車(chē)，6-13kWh鋰離子電池，用低谷電不用油，可駛80公里以上，滿足我國(guó)城市大多數(shù)

12、用戶要求,純電動(dòng)車(chē),“增程式”電動(dòng)車(chē),行駛前先充電 車(chē)上發(fā)電機(jī),按需充電動(dòng)力機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單,節(jié)油減排純電動(dòng)車(chē)優(yōu)先發(fā)展,增加里程,如果配一個(gè)有動(dòng)態(tài)控制功能的30-40kW發(fā)電機(jī)組， 行駛中供電，電動(dòng)公交車(chē)就能連續(xù)運(yùn)行 仍是全電驅(qū)動(dòng)，用油增程；有別于串聯(lián)混合動(dòng)力,“增程式”電動(dòng)公交車(chē),城市公交平均速度極少超過(guò)50km/h 11m客車(chē)僅需功率 30kW 左右,此技術(shù),完全適用于電動(dòng)轎車(chē),少用了電池、延長(zhǎng)了壽命，用定型的小發(fā)電機(jī)組 可降低一次性投資和運(yùn)行成本 維護(hù)費(fèi)用也可以大幅度降低,增程式電動(dòng)客車(chē)，制造成本僅70-80萬(wàn)元 含5萬(wàn)元鉛酸電池+10萬(wàn)元電容器 使用壽命可達(dá)5年以上,11.3米長(zhǎng)的客車(chē)百公里耗油18.4升,6月16日12點(diǎn)從北京密云出發(fā)， 18日中午抵達(dá)揚(yáng)州。 中途充了一次電，共行駛1100公里,而燃油公交車(chē)油耗，則是40升左右,增程式電動(dòng)轎車(chē)，