随着产业的发展和范围内的广泛运用,新能源汽车对车用电池的要求内容很多,包括能量密度、功率密度、安全性、循环寿命、自放电、搁置寿命、快速充电、温度范围、环境友好等多个方面。在实际应用中,动力电池的种类也有很多,有的电池在某些方面具有优势,在某些方面处于劣势,因此,需要针对不同车型的不同需求进行产品应用开发。
现有的动力电池中,铅酸电池在具有启停功能的轿车和在国内微型电动汽车中使用;镍氢电池主要在丰田系混合动力轿车领域使用;锂离子电池作为铅酸电池和镍氢电池的升级换代技术和产品,在电动汽车领域得到广泛应用。
在新能源汽车重点研发专项中,动力电池作为一个重要研发方向,大概占到了总经费的25%。在六个方面对动力电池研发进行支持:,新材料新体系;第二,高比能锂电池;第三,高功率长寿命电池;第四,动力电池系统;第五,高比能二次电池;第六,测试评估。
在节能与新能源汽车规划里,重点支持电池模块的研发和产业化工作,创新工程重点支持了八家动力电池企业。在《中国制造2025》里面,动力电池的能量密度目标是350瓦时/公斤,对应配套的新能源汽车数量2020年预计为100万辆,2025年预计为300万辆。
在三个五年规划中,从锂离子动力电池技术路线的变化趋势来看,政府现在已经把电驱动作为研发支持的重点。从材料体系来看,动力电池研究往高比能的材料体系方向发展。从安全性和资源角度考虑,从钴酸锂逐渐发展至锰酸锂、磷酸铁锂。目前,三大电池包括磷酸铁锂/石墨、锰酸锂(主)+三元/石墨、三元/石墨,其单体的和模块的发展都已经通过了新的标准。
横向比较国内外动力电池技术发展现状,可以看出,国内开发的锂离子电池单体的技术水平,与国外基本处于同一水平,但在产品均匀一致性、系统集成技术、生产线自动化程度方面,尽管和国外的差距已在不断缩小,但我国还需要加紧追赶。政府对新能源汽车的大力支持,对推动国内锂离子电池的技术开发和产业化技术研发,包括系统集成技术的研发,都会有比较大的促进。
中长期可能实现产业化的电池体系,像锂空气电池、锂硫电池、全固态电池等,在2030年前能否实现产业化的应用,取决于技术进展的程度,个人认为还是比较难的。
目前,在出台的动力电池标准中,已有5项被引用作为动力电池强制检验的标准,对动力电池的安全性有比较大的促进,有助于动力电池品质的提升。
在动力电池的测试过程中,从单体和模块的情况看,根据对2015—2016年测试样本数的统计,三元材料电池占的比例比较大,这与整个电池技术的发展趋势是相匹配的。在电池系统的测试中,229个样本在系统集成方面的振动、挤压、外部火烧等项目中,测试出现了一些问题,而在其他方面都通过了测试。因此,无论是整车企业还是电池企业、第三方做系统集成的企业,对于这三个方面的关注和研发的力度一定要加强。
对动力电池来说,电动汽车、电动自行车、储能等都是动力电池现在和未来应用的市场。
从全球角度来看,动力电池的投资力度还是处于增强的阶段,整个产业投资的平均强度随着投资规模的提升呈现快速下降的趋势。
从国内产业化的情况看,目前形成了产业比较集中的四大区域——珠三角、长三角、京津和中原地区,产业资金的投入超过了1000亿元,2015年的产能超过400亿瓦时,2015年配套的动力电池的瓦时数超过了160亿瓦时,产值超过了400亿元。
目前中国形成了较为完善的动力电池产业链,包括正极、负极、隔膜、电解液等关键材料,在电池、系统集成、生产装备、梯次利用和资源回收方面也取得了一定的成果。
目前国内动力电池寿命和补贴政策相关。在的财政补贴政策中(至2020年),乘用车的动力电池的质保期要求达到8年/12万公里,商用车的动力电池质保期要求达到5年/20万公里。
在价格趋势上,目前电池系统的价格大致在2-2.5元/Wh的区间范围内,预计2020年后,在无财政补贴的情况下,电池系统的价格目标为1.2元/Wh。
目前,新能源汽车的补贴调整在逐步完善,新建新能源汽车整车企业资质管理、动力电池路线图即将发布,对于新能源汽车生产企业及产品准入管理规则也在逐步修订和完善。现在大家关心比较多的,一个是动力电池行业管理规范的实施,现在电池已经发布四批目录了,电池目录中超过50家企业。同时动力电池行业发展指导意见,我想近期也会对外发布。
动力电池回收对贵重金属的回收还是比较有价值的。在锂资源比较丰富的青海,从资源回收、资源利用角度,对促进动力电池规模化的生产和使用,无论是现在还是今后都有很大的作用。
(此文根据中国电子科技集团第18研究所电池检测中心主任肖成伟在青海“锂产业-新生态”论坛上的发言整理)
来源:新能源汽车报
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