出臺標(biāo)準(zhǔn)制定政策 促進(jìn)動力鋰離子電池發(fā)展
業(yè)內(nèi)專家預(yù)測,2009年-2010年國外各大汽車廠商將會陸續(xù)推出采用鋰離子電池的混合動力電動汽車(HEV),屆時,鋰離子電池將在HEV上大顯身手,預(yù)計2017年采用鋰離子電池的HEV可達(dá)到291.5萬輛。一旦這一預(yù)測得到實現(xiàn),鋰離子電池,特別是動力鋰離子電池市場將能有一次大的發(fā)展。
隨著近幾年石油價格大幅上升,新型驅(qū)動能源和儲能裝置越來越受到各國的高度重視,各國都大力發(fā)展作為移動能源儲存的動力鋰離子電池。業(yè)內(nèi)專家預(yù)測,動力鋰離子電池技術(shù)及其產(chǎn)品的成功應(yīng)用,完全有可能解決當(dāng)前人類面臨的環(huán)境污染和資源短缺等問題。
混合動力電動汽車帶動鋰離子電池飛躍
日前,在由無錫市人民政府、中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會、工業(yè)和信息化部化學(xué)與物理電源產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心、中國電工技術(shù)學(xué)會電動車輛專業(yè)委員會聯(lián)合主辦的“2008年動力鋰離子電池安全與應(yīng)用論壇”上,中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會秘書長劉彥龍介紹說,2007年世界鋰離子電池的產(chǎn)量超過了28億只,中國的產(chǎn)量超過10億只,成為僅次于日本的世界第二大鋰離子電池制造國。手機(jī)、筆記本電腦、電動工具成為鋰離子電池三大主要市場,而未來鋰離子電池最大的潛在市場在于電動汽車領(lǐng)域。2009年-2010年國外各大汽車廠商將會陸續(xù)推出采用鋰離子電池的混合動力電動汽車,屆時,鋰離子電池將在HEV上大顯身手,預(yù)計2017年采用鋰離子電池的HEV可達(dá)到291.5萬輛。一旦這一預(yù)測得到實現(xiàn),鋰離子電池,特別是動力鋰離子電池市場將能有一次大的發(fā)展。
中國科學(xué)院物理研究所研究員黃學(xué)杰告訴《中國電子報》記者,資料表明,到2015年,全球市場混合動力汽車電池的需求與現(xiàn)在相比將增加3倍,市場容量將達(dá)23億美元,將于2009年首次應(yīng)用在混合動力汽車上的鋰離子電池可能會占據(jù)整個電池市場的半壁江山。
進(jìn)一步解決安全性及電池管理系統(tǒng)
目前阻礙動力鋰離子電池發(fā)展的瓶頸是其安全性能和汽車動力電池的管理系統(tǒng),深圳新宙邦科技股份有限公司副總工程師毛玉華解釋說,安全性能方面,由于鋰離子動力電池具有能量密度大、工作溫度高、工作環(huán)境惡劣等方面的原因,加上以人為本的安全理念,因此,用戶對電池的安全性提出了非常高的要求。汽車動力電池的管理系統(tǒng)方面,由于汽車動力電池的工作電壓是12V或24V,而單個動力鋰離子電池的工作電壓是3.7V,因此必須由多個電池串聯(lián)而提高電壓,但由于電池難以做到完全均一的充放電,因此導(dǎo)致串聯(lián)的多個電池組內(nèi)的單個電池會出現(xiàn)充放電不平衡的狀況,電池會出現(xiàn)充電不足和過放電現(xiàn)象,而這種狀況會導(dǎo)致電池性能的急劇惡化,最終導(dǎo)致整組電池?zé)o法正常工作,甚至報廢,從而大大影響電池的使用壽命和可靠性能。
針對以上問題,他給出了解決的辦法,動力鋰離子電池是用碳酸酯類溶劑和六氟磷酸鋰鹽作為電解質(zhì)的,而多數(shù)直鏈碳酸酯的沸點和閃點都比較低,因此,在較高的工作溫度、較大的放電電流、惡劣的工作條件下,電池可能會出現(xiàn)起火、爆炸。這一點在以前使用鈷酸鋰作為正極材料的鋰離子電池時,安全性更為突出,由于過充或微短路或其他濫用情況,可能導(dǎo)致電池內(nèi)部過熱引起安全事故。目前比較好的解決辦法是改用安全性能良好的磷酸鐵鋰作為正極材料,結(jié)合安全穩(wěn)定性能良好的電解液甚至使用不燃燒的離子液體作為添加劑,從而很好地解決了動力鋰離子電池的安全性能,電池經(jīng)過嚴(yán)格的安全檢測不會起火爆炸。這些測試包括:過充、熱沖擊、擠壓、針刺、跌落等,甚至電池被分切為一段一段時(不破壞正負(fù)極引線),仍能正常工作,并且不會起火,也不會爆炸。因此完全可以滿足電動汽車對動力鋰離子電池的要求。對于如何解決汽車動力電池管理系統(tǒng),他表示,可以采取電池組內(nèi)單個電池模塊化管理,對電池充放電時的電流電壓進(jìn)行適時監(jiān)控檢測,使之能達(dá)到及時平衡,從而保證電池的均一性,保證同步充放電、同步工作,從而確保電池的一致性,大大提高電池的使用壽命,發(fā)揮出鋰離子電池的各種優(yōu)勢。
出臺標(biāo)準(zhǔn)制定政策促進(jìn)動力鋰離子電池發(fā)展
制約我國的動力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的因素主要在部分關(guān)鍵材料、制造工藝和裝備等方面。材料方面,國內(nèi)企業(yè)在正負(fù)極材料和電解液領(lǐng)域逐漸形成競爭力,主要是技術(shù)指標(biāo)的提升,隔膜的國產(chǎn)化也在實現(xiàn)過程中。中國科學(xué)院物理研究所研究員黃學(xué)杰表示,目前電池制造工藝和裝備方面的問題比較大,動力電池如果照抄小電池生產(chǎn)模式,不會走向成功,現(xiàn)在大量的設(shè)備的重復(fù)引進(jìn)基本上是配合了日本的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移戰(zhàn)略,它促進(jìn)了日本等國設(shè)備企業(yè)創(chuàng)新能力,制約了我國企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新活動。他強(qiáng)調(diào)說,國家應(yīng)在產(chǎn)業(yè)政策、關(guān)稅政策等方面鼓勵自主創(chuàng)新和引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新。知識產(chǎn)權(quán)方面也需要在戰(zhàn)略和策略方面統(tǒng)籌考慮,行業(yè)協(xié)會可以發(fā)揮更重要的作用。
凹凸科技中國區(qū)戰(zhàn)略銷售總監(jiān)王紹蘭告訴記者,動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要瓶頸是系統(tǒng)應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)化。產(chǎn)業(yè)需要推動動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)從導(dǎo)入期走進(jìn)成長期。從筆記本鋰離子電池的發(fā)展經(jīng)驗來看,相關(guān)的產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對于產(chǎn)業(yè)導(dǎo)入成長期起了重要的推動作用。
在動力電池的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中,電池管理系統(tǒng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)作為電池系統(tǒng)和應(yīng)用系統(tǒng)中間的接口標(biāo)準(zhǔn),是電池產(chǎn)業(yè)和系統(tǒng)應(yīng)用相關(guān)產(chǎn)業(yè)的重要接口,起著非常重要的銜接作用。電池管理標(biāo)準(zhǔn)的制定,直接會影響產(chǎn)業(yè)從導(dǎo)入期到成長期的轉(zhuǎn)換進(jìn)度。因此,盡快制定相關(guān)的動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是解決目前發(fā)展瓶頸的一個重要推動力量。
他進(jìn)一步解釋說,在制定電池管理標(biāo)準(zhǔn)中,應(yīng)該擴(kuò)大參與范圍,使系統(tǒng)應(yīng)用廠商參與到標(biāo)準(zhǔn)制定的過程中,這樣才能充分體現(xiàn)行業(yè)的需求。從目前各自為政的發(fā)展態(tài)勢來看,如果沒有標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范,勢必會造成社會資源的重復(fù)投入,造成資源浪費(fèi)。
中信國安盟固利電源技術(shù)有限公司總經(jīng)理其魯告訴記者,電動汽車動力電池領(lǐng)域是一個大產(chǎn)業(yè),需要產(chǎn)業(yè)鏈中的各類企業(yè)密切合作,共同推動產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展,促進(jìn)市場成熟。發(fā)展我國清潔能源產(chǎn)業(yè),需要政企互動,做細(xì)做實,把培育市場良性發(fā)育作為根本目標(biāo)。另外,各級政府、企業(yè)在清潔能源的發(fā)展進(jìn)程中,要注意產(chǎn)業(yè)價值鏈的整合和業(yè)務(wù)模式創(chuàng)新。
精彩觀點
深圳邦凱電子有限公司研發(fā)總監(jiān)曹建華
看好動力鋰離子電池發(fā)展
動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)鏈的上下游企業(yè)很多,現(xiàn)在國內(nèi)的材料產(chǎn)業(yè)基本上能滿足動力鋰離子電池的技術(shù)要求,產(chǎn)能也足夠,電源管理IC(集成電路)廠商等的技術(shù)水平也可以滿足電動車等成組電池的充放電管理要求。整個產(chǎn)業(yè)鏈上下游的廠商配合得也都還不錯,應(yīng)該說是處于比較良性的發(fā)展?fàn)顟B(tài),因為大家對動力鋰離子電池的未來發(fā)展都相當(dāng)看好。
凹凸科技中國區(qū)戰(zhàn)略銷售總監(jiān)王紹蘭
應(yīng)該增進(jìn)交流與合作
動力鋰離子電池行業(yè)是一個新型的行業(yè),電池生產(chǎn)商對于新領(lǐng)域的需求還不是很了解;同時,下游的應(yīng)用企業(yè)也缺乏對于鋰離子電池使用的應(yīng)有認(rèn)識。因此,這個行業(yè)應(yīng)該增進(jìn)交流與合作。所以,成立“電池管理系統(tǒng)開發(fā)及應(yīng)用聯(lián)盟”將會促進(jìn)上下游企業(yè)之間的交流,增進(jìn)技術(shù)人員相互之間的了解。同時在合作和交流的基礎(chǔ)上,政府和行業(yè)能夠開發(fā)出相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn),同樣也會對于產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到帶動作用。
河南環(huán)宇集團(tuán)有限公司技術(shù)總監(jiān)馮祥明
依靠更多企業(yè)努力才能不斷發(fā)展
動力鋰離子電池最終到達(dá)消費(fèi)者手中已經(jīng)不是一個單純意義上的電池,其中要經(jīng)歷很多環(huán)節(jié),也直接或間接涉及很多行業(yè)。如電池設(shè)備制造商需要不斷提高設(shè)備的精度和自動化程度,為進(jìn)一步提高電池品質(zhì)和降低成本提供保障。大專院校和研究所需要為行業(yè)的發(fā)展進(jìn)行更多的基礎(chǔ)研究,并且培養(yǎng)更多不同層次的人才。原材料企業(yè)需要不斷提高電池材料的品質(zhì)并且不斷降低成本。電池制造企業(yè)需要在生產(chǎn)環(huán)節(jié)上更嚴(yán)格地控制生產(chǎn)條件,IC廠商則需要根據(jù)不同客戶的需要方便快捷地為電池和電池組提供高度可靠的電源管理系統(tǒng),采購電池的企業(yè)也需要為動力鋰離子電池開拓更廣闊的市場應(yīng)用。因此動力鋰離子電池不應(yīng)該單純地依靠一個企業(yè)或行業(yè)的努力,而是依靠更多的相關(guān)企業(yè)和行業(yè)的努力才能不斷發(fā)展提高。
深圳新宙邦科技股份有限公司副總工程師毛玉華
應(yīng)避免惡性競爭和資源浪費(fèi)
動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展必須加強(qiáng)合作,上下游企業(yè)之間的合作是取得事半功倍的捷徑,可整合技術(shù)資源,避免惡性競爭和技術(shù)開發(fā)資源的浪費(fèi)。
材料企業(yè)中的正負(fù)極材料廠商應(yīng)與電解液生產(chǎn)廠商和電芯廠商合作,使用正負(fù)極材料與電解液的匹配達(dá)到最佳狀態(tài),為電芯生產(chǎn)廠商提供一個整體解決方案。電芯廠商則應(yīng)從工藝、配料、生產(chǎn)方面進(jìn)行優(yōu)化,從而生產(chǎn)出綜合性能更為理想的動力鋰離子電池。具體的方式是:正負(fù)材料廠商提供材料給電芯廠家,制成未注液電芯,然后給電解液廠商進(jìn)行電解液匹配研究,制成電池后交電芯廠家和正負(fù)材料廠家檢測,定期召開聯(lián)席技術(shù)交流會議,解決配套問題,則一定會大大加快產(chǎn)業(yè)的整體發(fā)展。
此外,電源管理IC廠商應(yīng)加強(qiáng)與電池生產(chǎn)企業(yè)的合作,加快電源管理系統(tǒng)的研究,使電池組中的單體電池工作始終處于一致。其合作模式與上述合作模式類似。
中信國安盟固利電源技術(shù)有限公司總經(jīng)理其魯
需要上下游企業(yè)通力合作
動力鋰離子電池要得到很好的應(yīng)用,技術(shù)上需要從材料、電池、管理系統(tǒng)、機(jī)械加工等多方面同時考慮。因此,需要上下游企業(yè)通力合作,以電池為核心,對材料、管理系統(tǒng)等提出要求,形成一個產(chǎn)業(yè)群,更有利于技術(shù)的進(jìn)步和系統(tǒng)成本的降低。
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