電子科技肖成偉：電池的儲能安全和一致性問題

中國電子科技集團(tuán)公司第十八研究所肖成偉主任

　　為構(gòu)建全球汽車界領(lǐng)域、中國政府高層官員以及行業(yè)精英公開、權(quán)威和極具影響力的交流平臺，引導(dǎo)全球汽車工業(yè)健康、可持續(xù)發(fā)展，中國汽車工業(yè)協(xié)會(CAAM)與世界汽車組織共同舉辦全球汽車界領(lǐng)袖盛會“OICA中國論壇”。以下為中國電子科技集團(tuán)公司第十八研究所肖成偉主任講話實(shí)錄。

　　肖成偉：各位來賓下午好！我的發(fā)言分三個(gè)部分。

　　其實(shí)大家可以從這個(gè)表上看一下，整個(gè)中國汽車的產(chǎn)業(yè)處于快速發(fā)展的態(tài)勢，無論是到2020年還是2030年，無論是汽車保有量還是千人的擁有輛處于比較快速增長的階段。如果能夠達(dá)到歐美的這樣一個(gè)千人比例的話，我想中國汽車保有量會處于非常驚人的數(shù)字。

　　這個(gè)就是從1994年一直到現(xiàn)在，整個(gè)汽車的就是中國汽車產(chǎn)業(yè)的這樣一個(gè)銷售輛的這樣一個(gè)柱狀圖，從這個(gè)柱狀圖來看，中國整個(gè)的汽車產(chǎn)業(yè)，無論是同產(chǎn)業(yè)還是銷售量處于快速發(fā)展的階段。尤其是2010年中國汽車的銷售量超過了1800萬輛，在2011年這個(gè)數(shù)據(jù)預(yù)計(jì)會超過2000萬輛。

　　汽車產(chǎn)業(yè)這樣的快速發(fā)展，對中國的能源需求提出了一些嚴(yán)峻的考驗(yàn)。尤其是在石油需求的方面，大家從這個(gè)圖里可以看一下，從1995年到2010年整個(gè)中國進(jìn)口的石油，處于一個(gè)相對的比較快速的階段。同時(shí)石油的對外的依存度在2010年達(dá)到了53.8%。隨著整個(gè)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，有的人預(yù)測將來有可能超過70%的石油依存度的情況。同時(shí)，中國對二氧化碳的這樣一個(gè)減排也做了一個(gè)莊嚴(yán)的承諾。實(shí)際上在2020年的時(shí)候，整個(gè)的二氧化碳的減排要在現(xiàn)在2005年的基礎(chǔ)上，要降低40%到45%。同時(shí)非化石能源，就是可再生能源的比例到2020年要占到15%左右的情況。同時(shí)實(shí)際上，大家可以看一下，在汽車?yán)镒霰容^大的貢獻(xiàn)，整個(gè)中國二氧化碳的減排，現(xiàn)在的水平，目前是燃油消耗水平是一百公里大概是8.06升這樣的水平。二氧化碳大概是101克左右。

　　中國為了應(yīng)對這樣汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，尤其是能源的快速增長的態(tài)勢，在汽車產(chǎn)業(yè)的方面做了一個(gè)比較大的技術(shù)研發(fā)的規(guī)劃包括這樣的一個(gè)項(xiàng)目，尤其是我們在“863”項(xiàng)目做的規(guī)劃，我們成為三縱三橫的布局，就是燃料電池、混合動(dòng)力、純電動(dòng)汽車作為三縱，電機(jī)、電池、電動(dòng)作為三橫。

　　同時(shí)目前由公信部牽頭制定中國新能源汽車的規(guī)劃，在規(guī)劃里的一個(gè)重點(diǎn)就是汽車的電動(dòng)化，我們會以純電動(dòng)作為中國汽車產(chǎn)業(yè)的一個(gè)支持的重點(diǎn)，優(yōu)先來支持它，來進(jìn)行相應(yīng)的研發(fā)和工作。同時(shí)我們在混合動(dòng)力汽車節(jié)能技術(shù)方面我們會給予相應(yīng)的汽車的支持。做了這樣的一個(gè)比較在里面，我們從常規(guī)的燃油車，包括我們的燃?xì)馄嚕ㄎ覀兊碾妱?dòng)車，包括我們的燃?xì)馄嚨恼麄€(gè)二氧化碳排放這塊，我們從油井到車輪，同油井到油箱的這些，我們做了相應(yīng)的比較。從這里面看，以鋰離子電池為車載能源的這樣的純電動(dòng)汽車，它的二氧化碳的排放，實(shí)際上是在每公里大概143克，這樣一個(gè)水平。那相對其他的這樣一些企業(yè)，比如說燃油車的一些排放。還是處于一個(gè)比較好的水平。所以說，從這個(gè)角度來說，發(fā)展純電動(dòng)車對于整個(gè)中國二氧化碳減排做出比較大的貢獻(xiàn)。

　　在科技部支持的這些電動(dòng)汽車研發(fā)的項(xiàng)目里邊，實(shí)際上是從“九五”就開始支持相應(yīng)電動(dòng)汽車的研發(fā)工作。這個(gè)是“十五”一個(gè)支持的各個(gè)研發(fā)的內(nèi)容經(jīng)費(fèi)的分布，整個(gè)的純電動(dòng)車研發(fā)的項(xiàng)目，整個(gè)“863”支持的經(jīng)費(fèi)是8.8個(gè)億，同時(shí)帶動(dòng)當(dāng)?shù)卣推髽I(yè)的投資大概13個(gè)億，這是“十五”情況?！笆晃濉逼陂g，整個(gè)支持經(jīng)費(fèi)大概是10億人民幣，風(fēng)險(xiǎn)投資大概是100億人民幣，整個(gè)投資大概是110億人民幣。在關(guān)鍵零部件的支持力度不斷加強(qiáng)。實(shí)際上在“十一五”的時(shí)候整個(gè)零部件的支持力度達(dá)到34%。在科技部這樣的大力支持下，無論是在零部件還是電動(dòng)汽車研發(fā)方面，我們做了很好的儲備，在這樣的基礎(chǔ)上推出了25個(gè)城市，我們叫十城千輛的規(guī)范，實(shí)際上是25個(gè)城市參與到這樣的大規(guī)模示范里面，這個(gè)分為部：科技部、財(cái)政部、公信部、發(fā)改委提出的相應(yīng)的大規(guī)模示范補(bǔ)貼的這樣一個(gè)相應(yīng)的一些要求和最后補(bǔ)貼的金額。比如說在混合動(dòng)力、純電動(dòng)、燃料電池方面的，在混合動(dòng)力的節(jié)油率包括整個(gè)的效率，就是它整個(gè)的燃油效率我們對它進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)貼。

　　混合動(dòng)力里面，最低不到4000塊錢，混合動(dòng)力最高的，我們可以補(bǔ)到5萬塊錢，對于純電動(dòng)我們最高補(bǔ)到6萬塊錢，對于燃料電池的我們可以補(bǔ)到2萬塊錢。這是對于城市大巴車的補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)。也是根據(jù)它的燃油經(jīng)濟(jì)性和它電驅(qū)動(dòng)比，不同的對應(yīng)指標(biāo)進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)貼。從五萬塊錢到四十二萬是不等的，從五萬到六十萬包括純電動(dòng)包括燃料電池是這樣的補(bǔ)貼水平。

　　在前期大規(guī)模示范基礎(chǔ)上，我們從25個(gè)城市里篩選出6個(gè)城市，對私人購車進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)貼，這是提出的標(biāo)準(zhǔn)，對純電動(dòng)和Plug-in這兩方面進(jìn)行的補(bǔ)貼。純電動(dòng)要超過15千瓦，對Plug-in要超過10個(gè)千瓦。對Plug-in的里程要超過10萬公里。儲存能量是一個(gè)千瓦時(shí)三千塊錢補(bǔ)貼。對于純電動(dòng)的補(bǔ)貼是6萬塊錢，對于Plug-in的最高補(bǔ)貼是5萬塊錢。只保證在5年10萬公里的。補(bǔ)貼的期限是從2010年到2012年。

　　這是二十五個(gè)城市的一個(gè)分布在里面，私人購車補(bǔ)貼的城市。實(shí)際上通過各個(gè)城市的一個(gè)規(guī)劃，大概會有二十萬輛車，在這樣三年的期限內(nèi)進(jìn)行大規(guī)模的示范。截止到2010年大概有190款電動(dòng)汽車，大概是54個(gè)這樣一些汽車階級進(jìn)行生產(chǎn)的，進(jìn)入了新能源汽車的公告目錄。截止到2010年的新能源汽車的總的示范數(shù)量在7181輛，這樣的一個(gè)水平。現(xiàn)在我把動(dòng)力電池的進(jìn)展給各位來賓做一個(gè)匯報(bào)。這是十一五我們在第一期啟動(dòng)863項(xiàng)目里對電池的相應(yīng)技術(shù)指標(biāo)要求。里面包括鎳氫電池、鋰電池，針對這些動(dòng)力電池用在混合動(dòng)力或者純動(dòng)力里面提出的相應(yīng)技術(shù)指標(biāo)。大家可以看一下，我們里面提出了功率力度要求、能量的要求、最大充放電的倍率等都提出了相應(yīng)的指標(biāo)。

　　這是在十一五計(jì)劃的二期，我們提出了一些新的技術(shù)指標(biāo)的要求，這個(gè)技術(shù)指標(biāo)主要是針對鋰離子電池提出來的。比如說我們主要針對兩類鋰離子電池，一類是采用磷酸鐵鋰，一類是錳酸鋰整個(gè)系統(tǒng)的安全性、壽命要求、包括成本進(jìn)行了一些相應(yīng)的要求。這里面對它壽命這款，我們對磷酸鐵鋰到15萬公里，錳酸鋰是10萬公里的要求。相對成本這塊，大容量的用在純電動(dòng)車的要求低于兩塊錢一瓦時(shí)，對于功率希望能夠低于三塊錢一瓦時(shí)。這是我們對動(dòng)力電池進(jìn)行了年度的集中測試，這些數(shù)據(jù)截止到2008年的測試一結(jié)果。從這里面我們可以看出來，無論是鋰離子電池還是鎳氫電池用于混合動(dòng)力這塊相應(yīng)的技術(shù)指標(biāo)，都有比較大幅度的技術(shù)進(jìn)展。尤其是強(qiáng)度不斷增強(qiáng)的情況下，取得了比較大的進(jìn)展。

　　比如說我們的電池在2008年的時(shí)候密度達(dá)到2300瓦每公斤，鎳氫達(dá)到了1200瓦每公斤，這是用在混合動(dòng)力汽車?yán)锩娴膭?dòng)力電池。這是具體的一些指標(biāo)要求和測試結(jié)果。這是幾家不同的產(chǎn)品，最后他們的一些測試結(jié)果。最主要是這兩類電池。

　　在2010年我們的測試數(shù)據(jù)正在測試中，目前基本測試完，正在對相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，整個(gè)還有大幅度的提升。這個(gè)是系統(tǒng)完了之后的對他的常規(guī)的循環(huán)壽命進(jìn)行了相應(yīng)的測試。大家可以看一下測試的結(jié)果。整個(gè)系統(tǒng)常規(guī)循環(huán)的壽命超過了一千次。及時(shí)在達(dá)到一千次的時(shí)候，整個(gè)的容量保持率還是在80%以上。這個(gè)是對于混合動(dòng)力車的模塊進(jìn)行了一些安全性的測試。比如說在里面有短路、擠壓等。上面是鎳氫電池測試的。這個(gè)是對純電動(dòng)車用的模塊進(jìn)行了相應(yīng)的一些測試，包括短路、擠壓、針刺等的測試，這些測試結(jié)果達(dá)到了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制訂的相關(guān)要求，沒有出現(xiàn)起火、爆炸等現(xiàn)象。這個(gè)是目前在中國國內(nèi)的主流電池企業(yè)生產(chǎn)電池系統(tǒng)的圖片。我們在里面會有軟包裝的電池，會有一些采用鋼殼的電池，包括我們采用圓柱形的電池，不同的一些結(jié)果或者不同形狀的電池，最后我們集成出來的電池系統(tǒng)。

　　同時(shí)我們也在標(biāo)準(zhǔn)這塊做了相應(yīng)的研究工作，我們會從關(guān)鍵的原材料到電池的單體水平，到模塊的水平，到系統(tǒng)的水平。我們再制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，我們也包括行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)，也包括“863”項(xiàng)目的標(biāo)準(zhǔn)在里面。

　　這個(gè)就是在電池這一方面，我們進(jìn)行了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)制定工作，比如說我們在動(dòng)力電池的測試程序方面，我們制定了一些相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。我們同時(shí)對于電池的統(tǒng)形做了相應(yīng)的工作。這樣的標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)推出來了作為一個(gè)行標(biāo)。對于電池的安全性這一塊，我們也做了相應(yīng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，包括電安全、機(jī)器安全、熱安全和系統(tǒng)保護(hù)等。還有循環(huán)壽命也提出了相應(yīng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，比如說應(yīng)用在混合動(dòng)力Plug-in里的，相對的實(shí)驗(yàn)方法和要求。

　　這就是標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)演變的過程，首先在“863”項(xiàng)目里有內(nèi)部的測試程序，目前上升到四個(gè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，在里面有汽車包括關(guān)鍵零部件上公告的時(shí)候相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)法規(guī)依據(jù)。在里面包括鎳氫電池包括鋰電池等。我們正在做的是包括電池的型就是標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)格化，包括它的安全性包括它的循環(huán)壽命，包括系統(tǒng)的測試，也在相應(yīng)的制定過程中。還有一個(gè)就是電池的管理系統(tǒng)。和電池的非車載的充電機(jī)之間的通訊，等等這些我們也在制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，包括電池的管理系統(tǒng)等這些。這是我們對電池的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)格化提出的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)在批復(fù)完了已經(jīng)在實(shí)施了。是這樣的一個(gè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)公布，這里面包括兩類一塊是鋰電池、鎳氫電池。我們并沒有規(guī)范到哪一類材料力，只是提了一個(gè)電壓，一個(gè)容量，最大的外形尺寸，大家可以在這樣的范圍內(nèi)根據(jù)采用的不同技術(shù)進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)。這是鎳氫電池我們也是根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)尺寸不同的容量的要求。這里面也有六連體的模塊要求。

　　同時(shí)我們在材料這塊，包括正極材料負(fù)極材料隔膜這塊也有相應(yīng)的測試規(guī)程。這是做的相應(yīng)的一些針對純電動(dòng)車包括混合動(dòng)力車包括Plug-in的關(guān)鍵零部件一些測試的機(jī)構(gòu)，這里面大家可以看一下包括一汽的，包括東風(fēng)的，包括中國汽車研究中心的，包括研究所的，包括北方汽車車輛研究所的，這樣一些檢測中心進(jìn)行動(dòng)力電池相應(yīng)的測試評價(jià)工作，同時(shí)就是說，在里面還有一些標(biāo)準(zhǔn)化的一些機(jī)構(gòu)。來進(jìn)行電池的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的制定，包括跟RSO跟REC的相應(yīng)交流和銜接。這里面有中國汽車技術(shù)研究中心，包括天津的電源研究所，他們分別牽頭來制定動(dòng)力電池的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和一些相應(yīng)的規(guī)范要求。是有這兩個(gè)機(jī)構(gòu)做的。同時(shí)這兩個(gè)機(jī)構(gòu)也分別對口著國際RSO和REC的國際組織。

　　“十二五”里面，十二五規(guī)劃去年已經(jīng)啟動(dòng)了一期項(xiàng)目，我們分為三個(gè)方面的內(nèi)容，進(jìn)行相應(yīng)的支持，我們是對著電池的系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的支持，對純電動(dòng)車用的我們是針對模塊進(jìn)行相應(yīng)的支持，對下一代純電驅(qū)動(dòng)車用的電池我們是針對電池單體進(jìn)行相應(yīng)的支持，在電池系統(tǒng)里面包括三類，三類是鎳氫電池，一類是鋰離電池，一類是調(diào)節(jié)器。

　　同時(shí)，對共性技術(shù)我們進(jìn)行了一些支持，包括它的安全性能的技術(shù)，包括標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容，包括它的評價(jià)的技術(shù)也進(jìn)行了一些相應(yīng)的共性的課題的支持。

　　再把動(dòng)力電池的這樣一個(gè)未來的前景做一個(gè)分析吧，就是我們在尤其是在科技部牽頭做的電動(dòng)汽車的規(guī)劃里面，我們對動(dòng)力電池的這樣一個(gè)預(yù)測是在針對電動(dòng)汽車的預(yù)測的基礎(chǔ)上提出來的。實(shí)際上對于電動(dòng)汽車的整個(gè)預(yù)測的數(shù)量，我們預(yù)測是在2015年會達(dá)到100萬輛，對應(yīng)的電動(dòng)電池的需求量是在100億瓦時(shí)這樣的預(yù)測水平。

　　實(shí)際上中國除了電動(dòng)車汽車對動(dòng)力電車有一個(gè)比較大的需求之外，對中國的輕型電動(dòng)車的市場，每一個(gè)動(dòng)力電動(dòng)車的企業(yè)也給予了很大的重視。目前在中國輕型電動(dòng)車的市場是非常巨大的。到目前為止輕型電動(dòng)車，在中國主要是電動(dòng)自行車保有量已經(jīng)超過1億輛，每年的產(chǎn)量是2500萬輛。中國是巨大的市場。

　　鋰離子電池逐漸從消費(fèi)類的電子，逐漸的過度到輕型電動(dòng)車再過度到大型車。實(shí)際上鋰離子電池有好的大的運(yùn)用前景。基于這樣的背景下，中國的很多電池企業(yè)對鋰離子電池進(jìn)行了很大的投資，包括產(chǎn)能規(guī)劃。在里面做的比較大。這是鋰離子電池生產(chǎn)企業(yè)的布局，從南到北，難免有比亞迪，上海有萬象和蘇州新恒，在哈爾濱這邊有一個(gè)公司叫Cosligh。北京的BAK，MGL。這是做鎳氫的，湖南的神州，長沙的科霸，上海的奧維、錦州的錦榮、哈爾濱巨榮這樣的企業(yè)。(名字音譯)。跟整個(gè)中國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有有大的關(guān)系。難免在珠三角是一個(gè)大的布局，在長三角這一帶包括上海、浙江珠三角，京津第一帶是一個(gè)布局。

　　動(dòng)力電池到目前為止投資的廠家超過一百家，投資的金額超過一百億人民幣，整個(gè)的產(chǎn)能會超過一百億瓦時(shí)，是這樣的一個(gè)統(tǒng)計(jì)結(jié)果。這個(gè)表里就列出了主要的動(dòng)力電池生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)能。包括它的一個(gè)投資規(guī)劃，實(shí)際上在這里面截止到2009年我們給發(fā)改委調(diào)研的時(shí)候的數(shù)據(jù)。實(shí)際上目前來說，它的投資金額包括產(chǎn)能還要大。同時(shí)鋰離子電池的這樣一個(gè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展也帶動(dòng)了它鋰離子電池材料的發(fā)展，比如說磷酸鐵鋰，磷酸鐵鋰這塊有北大新型，蒙酸鋰這塊有蒙古利亞等企業(yè)。

　　里面有一些企業(yè)，比如說我們電解液的企業(yè)，電池負(fù)極材料的企業(yè)，有的做的全球第一位的都在這里面。無論是從消費(fèi)類的還是輕型消費(fèi)車的還是電動(dòng)汽車的。在儲能這塊跟汽車有機(jī)結(jié)合在一起，實(shí)際上把電池作為能源載體，我既可以做成古典型的也可以做成移動(dòng)型的。同時(shí)動(dòng)力電池的發(fā)展，也會在儲能的市場里有一個(gè)比較大的應(yīng)用。

　　實(shí)際上無論是從哪個(gè)角度說，動(dòng)力電池都有一個(gè)很好的前景，并不是說他現(xiàn)在沒有問題，他面臨一系列的問題，這里面的無論是用在電動(dòng)汽車上還是儲能上必須給予關(guān)注的。比如說儲能問題、安全性問題、一致性問題，跟他的循環(huán)壽命是結(jié)合在一起的。三個(gè)方面都要給予足夠的重視，必須達(dá)到相應(yīng)的產(chǎn)業(yè)要求，才會有一個(gè)比較大的優(yōu)勢。

　　謝謝大家！