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解析2017年新能源汽车动力电池技术现状及发展空间

点击:3413 日期:2017-05-02 选择字号:

      近二年,新能源电动汽车的春风已经吹遍了祖国的大疆南北,新能源汽车替代传统燃油汽车是我们中国这个汽车大国走向强国的必经之路。大家也都知道,新能源电动汽车的驱动系统是由电池、电机、电子控制系统三部分组成。而动力电池作为新能源汽车的能量来源,直接影响新能源汽车的安全性、稳定性、续航能力及使用寿命,所以其技术一直备受关注。降低成本,提高功率密度、能量密度、使用寿命及轻量化一直都是动力电池研究的核心方向。

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      动力电池技术能不能突破?有核心技术才有未来,如果能突破,中国发展新能源汽车一定会进入世界发展列车的头等舱。
动力电池在新能源汽车行业的地位
      对燃油汽车而言,发动机是汽车心脏。中国汽车落后于外国,主要是发动机技术落后。发动机难度大,技术迭代时间短,30多年来,由于外国的重重封锁,我国采用的用市场换技术的路线,却没有换来高端发动机技术。中国是汽车产是销大国,却不是汽车强国。如果不能实现汽车强国的愿望,中国人将长期为外国企业打工。中国政府提出,发展新能源汽车的基本意图是要改变目前的现状,中国汽车工业必须要有新的面貌。
      但是,随着环保要求越来越高,发动机技术水平也要求越来越高。中国在燃油汽车方面与外国技术距离是越来越大了,主要的指发动机技术的距离是越来越大。外国人绝不会不对中国人开放,即然无法获得燃油发动机的高端技术。于是,中国政府提出了要弯道超车,如何弯道超车?那就是大力研发发展新能源汽车。

      能实现弯道超车吗?能超!基本理由是,中国人与外国人在汽车动力电池方面都是新的。也就是说在动力电池上技术上,是中国人能不能实现弯道超车的关键就是动力电池研发及生产上要比外国人能走得快一些,如果能实现弯道超车就会成功。

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中国汽车动力电池发展历程
      外国人的新能源汽车发展路径是保持燃油汽车基本优势为前提,这个前提对中国而言是屏障。中国发展新能源汽车上升到了国家战略层面。中国的新能源汽车的基本特征是“纯电驱动”。这一条与外国人的新能源汽车发展路线不同的技术路线。关键是要加快汽车动力电池的发展。
      中国对动力电池的研究起步于“十五”科技部电动汽车重点专项,当时主要是镍氢电池和锰酸锂电池;
      到“十一五”的时候,主要是磷酸铁锂电池,应该说磷酸铁锂电池的发展支撑了中国“十二五”电动汽车的发展,在应用磷酸铁锂电池时期,中国新能源汽车实现了产销世界第一的规模。

      到“十二五”,研发转向了三元锂离子电池,三元锂离子电池的比能量会达到180Wh/kg。目前开始推进三元锂离子电池研发和应用。

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中国汽车动力电池技术发展现状
一、产业现状
      比亚迪、北京普莱德、中航锂电以及万向等企业已经进入到世界的前十的行列,国内开发的单体的技术水平与国外基本处于同一水平,产品的一致性方面与日韩企业还有差距。
二、比能量现状
1、慢充电池以三元材料的为主攻方向,负极材料为石墨为主,正极材料为三元材料的材料体系,其密度在110到180WH/Kg,有的已经做到两百瓦时每公斤;
2、快充电池以碳酸锂的为主,密度基本上在90WH/Kg的水平。
三、锂离子电池电芯形状
      大致可分圆柱型、方型、和软包聚合物型三大类。圆柱基本规格有:18650,21700。
四、成本现状
      2016年电芯产品价格约1,600元/kWh左右(成本约1,200元/kWh),电池组价格大都在2,400~2,500元/kWh之间(成本约1,800~1,900元/kWh)。

但是目前动力电池产品性能、质量和成本仍然难以满足新能源汽车推广普及需求,尤其在基础关键材料、系统集成技术、制造装备和工艺等方面与国际先进水平仍有较大差距。

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中国发展汽车动力电池基本目标
1、2018年前的基本目标
(1)没有安全焦虑、没有里程焦虑;
(2)高品质动力电池供需平衡;
(3)来年的成本与2016年相比,下降40%。
 
2、2020年实现目标
(1)新型锂离子动力电池单体比能量超过300瓦时/公斤;
(2)系统比能量力争达到260瓦时/公斤,,使用环境达-30℃到55℃,可具备3C充电能力;
(3)成本降至1元/瓦时以下,动力电池行业总产能超过1000亿瓦时,形成产销规模在400亿瓦时以上、具有国际竞争力的龙头企业。
 
3、2025年实现目标
(1)单体比能量达500瓦时/公斤;
(2)智能化生产制造和一致性控制水平显著提高;

(3)产品设计和系统集成满足功能安全要求,实现全生命周期的安全生产和使用。

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写在最后
一、成国国际顶尖动力电池研发、生产商是中国动力电池生产企业的一致目标。
二、为我国新能源汽车发展供应基础性、关键性、高品质动力源总成件是中国动力电池企业未来的使命。
三、从最初的于铅酸电池到后来的镍氢电池和锰酸锂电池,再到大规模应用的磷酸铁锂电池,最终将领先于三元动力电池,向燃料电池发起全面攻击,到最后稳坐固体电池最高峰宝座,是我国动力电池企业的长期技术路线。
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