電動(dòng)汽車百人會(huì)研討:電池技術(shù)/產(chǎn)業(yè)研究
2016-09-23 13:05:00 來(lái)源:搜狐汽車
9月22日,中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)第五次電動(dòng)汽車熱點(diǎn)問(wèn)題研討會(huì)舉行。來(lái)自百人會(huì)、行業(yè)組織、科研機(jī)構(gòu)、汽車廠家、電池行業(yè)的多位專家,以動(dòng)力電池技術(shù)升級(jí)與產(chǎn)業(yè)鏈研究為話題展開(kāi)討論,多方為動(dòng)力電池未來(lái)的技術(shù)升級(jí)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展以及電池上下游相關(guān)行業(yè)的發(fā)展提出了多項(xiàng)意見(jiàn)和建議。

電動(dòng)汽車百人會(huì)研討:電池技術(shù)/產(chǎn)業(yè)研究

目前,動(dòng)力電池正處于變革之中,技術(shù)升級(jí)的過(guò)程中,從全球趨勢(shì)來(lái)看,大家都在往高比能量方向發(fā)展。比如,2018年可能大體上都在250Wh/kg,體積比能量大概在500Wh/L左右,2020年大家基本上在300Wh/kg,體積比能量在600500Wh/L以上,到2025年大概在350Wh/kg或者是體積比能量在700Wh/L。

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歐陽(yáng)明高 中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)執(zhí)行副理事長(zhǎng)

會(huì)議主持人,中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)執(zhí)行副理事長(zhǎng)歐陽(yáng)明高表示,在這個(gè)技術(shù)升級(jí)的過(guò)程中,我們現(xiàn)在還有很多問(wèn)題,比如說(shuō)比能量提高、成本下降,但是帶來(lái)壽命尤其是安全性相關(guān)的問(wèn)題,所以這一輪技術(shù)的變革會(huì)引起很多相關(guān)的問(wèn)題,其實(shí)尤其是大家關(guān)注的安全性問(wèn)題。目前,電動(dòng)的能量水平都在向邊界靠近,隨著比能量的不斷提升,技術(shù)的門檻就會(huì)持續(xù)的升高,技術(shù)門檻提高就會(huì)帶來(lái)產(chǎn)業(yè)鏈上很多重組,產(chǎn)業(yè)的格局將會(huì)發(fā)生很大的變化。

歐陽(yáng)明高指出,在未來(lái)的發(fā)展中,我們?cè)趺磥?lái)把這個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈弄合理,現(xiàn)在公司特多,是不是需要有點(diǎn)龍頭企業(yè),龍頭企業(yè)有那么兩三家,規(guī)模能夠跟現(xiàn)在世界上最大規(guī)模的電池企業(yè)相比,產(chǎn)業(yè)規(guī)劃里面也有這方面的要求,怎么能建成多大的企業(yè)是合理的,創(chuàng)新程度是什么樣子的,組織結(jié)構(gòu)應(yīng)該是什么樣的,這些問(wèn)題都需要討論。

電動(dòng)汽車百人會(huì)研討:電池技術(shù)/產(chǎn)業(yè)研究

目前,用在插電式混合動(dòng)力、純電動(dòng)的電池種類包括了鉛酸的、鎳氫、鋰電池等。但是從技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)和產(chǎn)業(yè)升級(jí)的態(tài)勢(shì)來(lái)說(shuō),鋰離子電池現(xiàn)在還是目前技術(shù)和產(chǎn)業(yè)這樣一個(gè)熱點(diǎn)所在的領(lǐng)域。鋰離子電池單純是從結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō),有原柱的、方形的、軟包的。而從實(shí)際使用的層面來(lái)看,無(wú)論在儲(chǔ)能還是汽車這樣一些領(lǐng)域都有應(yīng)用在里面。

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肖成偉 中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十八研究所主任

中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十八研究所主任肖成偉表示,基于電動(dòng)汽車現(xiàn)在和未來(lái)很好的發(fā)展預(yù)期,實(shí)際上各個(gè)國(guó)家對(duì)動(dòng)力電池都做了比較全面的國(guó)家的規(guī)劃,包括日本、韓國(guó)、美國(guó)等等這些國(guó)家,還包括德國(guó),做了很深入的國(guó)家動(dòng)力電池方面的一些規(guī)劃。從設(shè)置的指標(biāo)來(lái)說(shuō),設(shè)置的電池系統(tǒng)還是250瓦時(shí)/公斤,是這樣一個(gè)水平,設(shè)置的內(nèi)容還是從電池的產(chǎn)業(yè)鏈角度來(lái)設(shè)置,比如說(shuō)從電池的這些關(guān)鍵的原材料,單體電池的研究,包括電池的產(chǎn)業(yè)化、系統(tǒng)集成應(yīng)用,還包括梯級(jí)利用和資源回收,還有一個(gè)是標(biāo)準(zhǔn)體系等等這些內(nèi)容在里面基本上都涵蓋。

從安全性的角度來(lái)說(shuō),只要現(xiàn)在在汽車上用的,它的動(dòng)力電池單體或者模塊都通過(guò)了GB/T31485安全性的要求,目前從系統(tǒng)的角度現(xiàn)在有一些企業(yè)也通過(guò)了,但是在系統(tǒng)的安全性方面還是需要再進(jìn)一步的提升和驗(yàn)證。

公司層面來(lái)說(shuō),像LG化學(xué)、三星、SK這些企業(yè),其實(shí)從它整個(gè)產(chǎn)品規(guī)劃角度來(lái)看還是向著高比能的方向發(fā)展,無(wú)論是應(yīng)用在純電動(dòng)車、插電式、混合動(dòng)力車?yán)镞?,整個(gè)能量密度還是逐漸提升的。而日本的像日立、日產(chǎn)AESC公司,包括索尼等等這些,跟韓國(guó)的,包括跟前面提的中國(guó)的也是一致的,向高比能方向發(fā)展。像日產(chǎn)2018年量產(chǎn)大概在220瓦時(shí)/公斤,當(dāng)然還是軟包的電池,容量是56安時(shí)的,索尼還是以圓柱為主,無(wú)論用在轎車、大巴車,日立是插電式混合動(dòng)力為主。

國(guó)內(nèi)一個(gè)是CATL,一個(gè)是力神的,針對(duì)的像混合動(dòng)力、插電式混合動(dòng)力,包括純電動(dòng),最主要是這幾個(gè)方向來(lái)做這些產(chǎn)品的規(guī)劃,能量密度也是逐年的在往上提升的,基本上跟國(guó)家規(guī)劃的指標(biāo)要求是一致的。

從市場(chǎng)角度來(lái)說(shuō),我覺(jué)得最主要是針對(duì)這幾個(gè)市場(chǎng),除了消費(fèi)類之外,電動(dòng)汽車、電動(dòng)摩托車、電動(dòng)自行車包括儲(chǔ)能是鋰離子電池現(xiàn)在主要應(yīng)用的方向,在全球形成三個(gè)區(qū)域,德國(guó)、美國(guó)和東亞,中、日、韓這三大區(qū)域。從投資的角度來(lái)說(shuō),從全球來(lái)看,現(xiàn)在還是處于一個(gè)投資加大發(fā)展的態(tài)勢(shì),從投資的強(qiáng)度來(lái)看,通過(guò)產(chǎn)能規(guī)模的快速提升,它的投資強(qiáng)度有了一個(gè)比較快速的下降,從2012—2014年每個(gè)千瓦時(shí)250美元,降到了150美元千瓦時(shí),有一個(gè)投資規(guī)模比較快速上升的這么一個(gè)發(fā)展的態(tài)勢(shì)。

國(guó)內(nèi)這方面形成了比較完整的產(chǎn)業(yè)鏈,從電池到裝備、到生產(chǎn)裝備、到梯級(jí)利用,中國(guó)是形成了最為完整的產(chǎn)業(yè)鏈體系,在國(guó)內(nèi)也形成了長(zhǎng)三角、珠三角、京津、中原地區(qū)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)化的聚集區(qū)域,整個(gè)產(chǎn)業(yè)投資是超過(guò)了1000億,產(chǎn)能是超過(guò)了400億,就是每年的年產(chǎn)能。2015年的時(shí)候裝車也接近于160億瓦時(shí),超過(guò)了100家電池的企業(yè)來(lái)參與動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)化的工作。

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電動(dòng)汽車標(biāo)委會(huì)在09年時(shí)聯(lián)合成立了一個(gè)動(dòng)力電池的標(biāo)準(zhǔn)工作組,負(fù)責(zé)電池標(biāo)準(zhǔn)制定的相關(guān)工作。在這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)工作組成立的時(shí)候有這樣一些規(guī)劃,涉及到的標(biāo)準(zhǔn)會(huì)涵蓋這樣一些內(nèi)容,包括材料、裝備、電池單體模塊和系統(tǒng)的這樣一些產(chǎn)品以及使用過(guò)程中一些要求相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。

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王  芳 中國(guó)汽車技術(shù)研究中心首席專家、新能源室主任

中國(guó)汽車技術(shù)研究中心首席專家、新能源室主任王芳表示,對(duì)于電池產(chǎn)品的評(píng)價(jià)我們還是從這三個(gè)其實(shí)也是我說(shuō)的三縱三橫,就是從單體模塊到系統(tǒng)這三個(gè)層級(jí),更多的關(guān)心的是從他的一致性和壽命,以及安全性三大方面會(huì)有具體細(xì)節(jié)的一些考評(píng)和評(píng)價(jià)。

2015年5月已經(jīng)出臺(tái)了一套電池標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)試評(píng)價(jià),測(cè)試的對(duì)象主要涵蓋單體、模塊和系統(tǒng)。評(píng)價(jià)的指標(biāo)主要是集中于對(duì)于電池的一致性、電性能、壽命、安全幾個(gè)方面的關(guān)注。關(guān)于電性能的測(cè)試,近1-3個(gè)月以來(lái),電池?zé)o論是國(guó)內(nèi)還是國(guó)外,主要是國(guó)內(nèi)的產(chǎn)品,送樣測(cè)試的能量密度200Wh/kg左右的樣品會(huì)比較多。

安全性方面,電池是一個(gè)系統(tǒng)工程,電池的安全是相對(duì)的,不安全是絕對(duì)的,所以我們只能夠從系統(tǒng)工程出發(fā)了解到每個(gè)單體,我們把每個(gè)單體的安全性要分級(jí)考慮,就是說(shuō)它處于怎樣的安全風(fēng)險(xiǎn)等級(jí),附加上這個(gè)企業(yè)集成的保護(hù)。最后一個(gè)總結(jié),我國(guó)動(dòng)力電池的標(biāo)準(zhǔn)化已經(jīng)初步的建立,后期的測(cè)試以及標(biāo)準(zhǔn)化的工作需要根據(jù)動(dòng)力電池的研發(fā)、推廣和應(yīng)用不斷的細(xì)化、補(bǔ)充和完善,也會(huì)根據(jù)新的問(wèn)題出現(xiàn)不斷的去改進(jìn)。另外一個(gè),想強(qiáng)調(diào)一下電池的安全,電池安全涉及到從單體到整車的各個(gè)層次,電池單體的供應(yīng)商、系統(tǒng)的集成商、整車企業(yè)應(yīng)該通力的協(xié)作,這樣才能保證一個(gè)系統(tǒng)化產(chǎn)品的安全性。

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比亞迪股份有限公司電池技術(shù)部經(jīng)理江文峰表示,比亞迪新能源車是從客車到純電動(dòng)車、到混合動(dòng)力車一直在做,目前應(yīng)用到的系統(tǒng)是磷酸鐵鋰體系,純電動(dòng)可能會(huì)在2018年的時(shí)候用一些三元電池。像三元,我們希望是在2018年做到500Wh/L這樣一個(gè)目標(biāo),重量能量密度大概240Wh/kg這樣一個(gè)目標(biāo)。磷酸鐵鋰方面我們希望做到150—160Wh/kg這樣的水平,因?yàn)槲覀兓臼莾蓚€(gè)路線都在做,到2020年的時(shí)候希望600Wh/L,大概是300Wh/kg這樣的水平。

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江文鋒 比亞迪股份有限公司經(jīng)理

單體我們現(xiàn)在感覺(jué)整個(gè)來(lái)講,能量密度、安全、壽命、成本是應(yīng)該從設(shè)計(jì)端考慮的方向,我們接觸很多供應(yīng)商材料很好,或者材料很不錯(cuò),實(shí)際上成本下不來(lái),做到電池里頭整個(gè)車子,做電池成本比車還高,我覺(jué)得是沒(méi)法接受的,所以我們考慮到整個(gè)能量密度提升,同時(shí)帶來(lái)安全、成本的一些方面考慮。模組層面,比亞迪在做的基本是把大把車上的電池模組都標(biāo)準(zhǔn)化了,在整車的使用上可以進(jìn)行擴(kuò)展。系統(tǒng)層面,我們現(xiàn)在也做了不少工作,我們需要整個(gè)電池的能量密度、功率密度,這里想重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)兩個(gè),一個(gè)是我們的熱管理,另一個(gè)則是生產(chǎn)設(shè)備的自動(dòng)化。

關(guān)于回收問(wèn)題,因?yàn)楸葋啅?012年開(kāi)始陸陸續(xù)續(xù)投放車,到現(xiàn)在已經(jīng)有4年多了,逐漸這個(gè)問(wèn)題會(huì)慢慢呈現(xiàn)出來(lái)。我個(gè)人覺(jué)得,回收利用最大的問(wèn)題是在電池判定標(biāo)準(zhǔn)上,這個(gè)電池的價(jià)值判定標(biāo)準(zhǔn),這里作為一個(gè)第三方,不管你回收企業(yè)或者電池回收,車廠來(lái)判定價(jià)值肯定希望賣的越貴越好,我們儲(chǔ)能電站或者其他的回收企業(yè)希望你賣的越便宜越好,這個(gè)就有判定,因?yàn)橹贿@個(gè)判定標(biāo)準(zhǔn)下來(lái)了,各方覺(jué)得有利可圖的,有利潤(rùn)可賺的,可以去做這個(gè)事情,所以這個(gè)里面我覺(jué)得應(yīng)該把一些判定標(biāo)準(zhǔn)定下來(lái)。

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深圳吉陽(yáng)智云科技有限公司董事長(zhǎng)陽(yáng)如坤認(rèn)為,在制定電池標(biāo)準(zhǔn)時(shí),規(guī)格按照尺寸作為主參數(shù),而不是把容量作為主參數(shù),這樣真正才能體現(xiàn)電池的規(guī)格。而電池的安全性主要三個(gè)方面,設(shè)計(jì)、制造、使用。設(shè)計(jì)方面,我覺(jué)得基于可制造的電池的設(shè)計(jì)非常缺乏,我也看國(guó)內(nèi)的一些大企業(yè),我們一些電池的設(shè)計(jì),制造方面,制造性考慮相對(duì)來(lái)說(shuō)是比較缺乏的,怎么樣保證我設(shè)計(jì)的電池制造的合格率是最高的,這方面值得重視。從制造本身來(lái)說(shuō),我們主要是從制造的精度、控制、智能制造方面考慮。

動(dòng)力電池制造的挑戰(zhàn)我認(rèn)為有以下幾個(gè)方面,剛才說(shuō)的尺寸規(guī)格,第二,單線的產(chǎn)能能不能提到更高,另外數(shù)字化的設(shè)計(jì),還有我們制造過(guò)程的全監(jiān)控,還有連續(xù)一體化的過(guò)程。在數(shù)字化設(shè)計(jì),有一些電池廠,我認(rèn)為數(shù)字化設(shè)計(jì)還有很多問(wèn)題,從本身材料組配型、可制造的設(shè)計(jì)等等方面還缺乏。我想從未來(lái)制造的角度,我覺(jué)得動(dòng)力電池的制造應(yīng)該從大規(guī)模的角度來(lái)說(shuō),我們一定要強(qiáng)調(diào)連續(xù)化,因?yàn)槲野l(fā)現(xiàn)我們動(dòng)力電池制造過(guò)程都是斷斷續(xù)續(xù)的,走一段停一段,很浪費(fèi)材料、很浪費(fèi)時(shí)間、更浪費(fèi)我們整個(gè)制造過(guò)程的質(zhì)量,這里我想提三個(gè)方面,一個(gè)是制料的連續(xù)一體化的過(guò)程,第二制片連續(xù)一體化,第三,烘烤,整個(gè)暫停是對(duì)我們動(dòng)力電池制造過(guò)程影響提高效率大規(guī)模很重要的制約因素,這可能是立一些項(xiàng)目解決這個(gè)問(wèn)題。

最后我想提一個(gè)簡(jiǎn)單的建議,裝備方面,我認(rèn)為,第一個(gè),我們對(duì)工藝的研究不足。第二個(gè),我們影響質(zhì)量的因素,我們這里還缺乏一些監(jiān)控。第三個(gè),我們裝備的基礎(chǔ)確實(shí)國(guó)內(nèi)相對(duì)來(lái)說(shuō)比較差。這里我有一個(gè)簡(jiǎn)單的建議,第一個(gè),我們應(yīng)該做一個(gè)動(dòng)力電池制造的路線圖,來(lái)立項(xiàng)研究電池的工藝、制造方法和制造裝備。第二個(gè),從裝備的發(fā)展來(lái)統(tǒng)一規(guī)劃,專門來(lái)立項(xiàng)。第三個(gè),要建立動(dòng)力電池制造標(biāo)準(zhǔn)和制造裝備的標(biāo)準(zhǔn)。

中航鋰電(洛陽(yáng))有限公司總工程師肖亞洲表示,今天討論的就是技術(shù)升級(jí)的事情,我個(gè)人的觀點(diǎn),這個(gè)技術(shù)升級(jí)對(duì)電池來(lái)講是一個(gè)勢(shì)在必行的事情,我覺(jué)得主要分兩個(gè)方面。一個(gè),確實(shí)是電池技術(shù)的升級(jí),這個(gè)技術(shù)的升級(jí)是各個(gè)方面的,我們這個(gè)技術(shù)升級(jí)不僅僅是剛才說(shuō)的那個(gè)技術(shù)指標(biāo)提升的問(wèn)題,實(shí)際上我們做電池的都知道,把電池做的,說(shuō)200瓦時(shí)/公斤,240瓦時(shí)/公斤,300瓦時(shí)/公斤,從材料體系的選擇上不是一件很難的事情,但是安全是最難的一件事情,這個(gè)安全就涉及到電池設(shè)計(jì)各個(gè)方面,實(shí)際上我覺(jué)得我們現(xiàn)在做電池很大的程度都是在解決安全的問(wèn)題,包括我們中航鋰電在安全方面這兩年做的比較突出的一個(gè),現(xiàn)在咱們大家都用陶瓷隔膜,不管是鐵鋰還是三元都用陶瓷隔膜,但現(xiàn)在我們?cè)谟帽忍沾筛裟ぃ菜闶且粋€(gè)升級(jí),就是功能性的陶瓷隔膜,它比陶瓷隔膜性能更好一些。

安全方面,我們做了很多很細(xì)致的研究工作,簡(jiǎn)單的講,研究一個(gè)不同體系、不同充放電狀態(tài)下電池的內(nèi)壓、溫度、電壓、電流之間的關(guān)系,就是這一個(gè)課題我現(xiàn)在都花了快200塊電池來(lái)做這件事情,我想表達(dá)這個(gè)意思就是說(shuō),我們所謂的技術(shù)升級(jí)必須是建立在這些扎扎實(shí)實(shí)的技術(shù)研究基礎(chǔ)上的技術(shù)升級(jí),實(shí)際上大家多多少少,做電池的都會(huì)涉及到技術(shù)升級(jí)。

關(guān)于產(chǎn)業(yè)鏈。剛才講的300瓦時(shí)/公斤,我們一個(gè)感覺(jué),現(xiàn)在在咱們國(guó)內(nèi)應(yīng)該重點(diǎn)扶持一些優(yōu)秀的材料企業(yè),就像剛才介紹的兩家,貝特瑞、杉杉,國(guó)內(nèi)都是很優(yōu)秀的,為什么呢?我們現(xiàn)在升級(jí)要到300瓦時(shí)/公斤,就是要用到鎳鈷鋰,要么就是811,要么就是硅碳負(fù)極這些材料,但是這些材料在咱們國(guó)內(nèi)真還沒(méi)有批量生產(chǎn)。

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