电动车锂电池技术

电动汽车电池技术-摆在起跑线上的燃题-: I Hi/最咒通的理离了苍电池只行汽仙的仃5玖 电对的核心li术斌陷， 依旧是其宠展的相梏* 听上去.这是个颉花龙童外旦扫花的制航在新的源稣一浪高过一 源的现实状中,人们宁临Hl侑.新能溷.m经到来.“谁掌握了新能源，谁就掌握了干 |洋来”的剥点广堂业界亦L还有一部分人乐观地认为:fl：新光能源的探索通路上， 所有企业在一 起一.这是中国企业-向lit难得的祓机遇.呼安白是如此吗？专家临出所渭洒-同起胞我”，虫但俱是日电池技术,近期国内 HJF的几扛矢F新能即的席i l金上，国凶外的专家认为，虫统的垫，M求1“毋点&钛， 我的*111；|舛的瘁用仍较大.即仞是LI.我们朱规的这I，d - 起泡线.1； ,也H 一道全世界共M i临的冲匾电池技 术.业内资深的新陵源专受t汽十观察，记雷访时钟I，现在的电沌衡6巳筛使电 池庄术的发展达到一-神楹Ilh我忙 祯砂现“翻体-的思维，时电池挂常换-舛思推 2架构新的理论zl j可雎突破，酷h密度的拜格枷推河汽工未来逐渐皆代估境汽袖4 ： LL成为 件国发底汽彳产业的共讥柞为核心曲时的动力电池奶更被企业和投传者W-尚时多知 客的利猝制站商都理J：，加W,电池的电E .关I佃特、电莱斯勒、EI丰II、.菱、 EI产、弟国现代、法国。皿邙m Ventury 国l，JVl湖升商比亚迪、吉利、奇如参裁 配贸）虬，|幌*车企也粉疥在IlLl的混合动力邦纯电功汽4.中拈载动力锂电礼嬴胞源汽WIL池展前景良虾,倒目前H场化仍然偏低，离真正产业化尚需时11. hi. 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J-frifrkl tr. mm L 士 i-.l. j+ il. - 4. .-A- Z 整 km j-I- il. -：ik-：ll- i 日1-I S j-：Lhl I这并非出安，到目前为止，这些厂商仍没有针时电劫汽4.应用对电池进行大量片合测试，仅 有部分可以绐整乍厂提供电池作为参考，或者像比聊迪、力神、万向等独立生产汽车，“中田日前还比较缺乏电池管理系统的供应商.”沈军说-现在主要供应商是像消华 大学、同济大学等不送行产业化、星产的大学机构.由于电池的使用寿命匝，史换成本也非常高现在国内多数锂电池生产厂家提出免费 质保期限只有一年 2008臾运会惟一指定建电池供应商中信国安的牲!电池.免费质保期限 也只有二年。那么，一辆件能相当普通的电动乍，电池成本也要8万10万元，如果一年 或一年后消找看要白物更换电池，饥用也将非常巨大。商业近昔模式推广“相比欧美国家.中国消费者对汽乍使用成本更为敏感，更幌接受 电对M何大充电的使用方式的改变。”三星经济研究院首席研究员死用对汽车舰察3表示, 中国发展电动小最大的困哈在于用户充电，不像欧美后民有独家乍库可以使用。充电方式的 解决禹要国家政策支持和基础设施的建设.口前电网公司也己开始避行有意的场试.国京电阿公司未来将在上海、北京、天津等 坷建设哲批充电站.成为“示萩远行的纯电动汽4补充电力的基站：服务对望不仅仅是缝 电动公交乍.还包括未来商业化的景史大的纯电动轿车.南方电网公司巳经在深圳山投入r 约3000万元的资金用T建设电动乍充电站的项目；大力支持电动乍项目的发展，提出要做 国内第J个“充电城市”。“这种充电式基础建设是个成要的门核，但恐址不应被限制，为何不将电池充电成 为尚业的运皆模式？ 中国T.程院院L陈洁泉说.陈清泉所说的“商业运管模式”是进入电动汽乍充电市场，如同现在是加油站，提供 油娥，未来用户充电也是霜要付费的.域近美国的Better Place公司与日本桃波签署了一 项协议.将电池充好电后可以循环回收.用户不需要为电池承担城本.B 佃 z 一 D H采访中.很多专家都很认可这种模式.些专家还提出 F场中形成产业同ar .即 一家做汽乍的企业和一家做电池的企业结合起来-协同合作.目前中国政府对干是雎持原有的业务模式还是进入电动汽车充电小场还未做明偷决 定，或许在不久的未来还会出现更好的运昔模式。记者手记，在参州了多次新雀源的探讨会后.对于新能渔一宜很关注的我-又有了很多新的认识. 实际上早在1865年.世界上第辆电动乍在美国问世，比汽乍发明还早20年。将电动车划 在新能源的葩昉内可以说有些奉强。面对石油枯褊和国际计会妁于温室效J笛的压力，在全球都开始将新能源作为未来汽车 发展的谊点，在中国似乎将含糊的“电动乍概念取代“新能源乍”迅速提上日,.在汽4诚察的多期杂志中-我们祁表述了这样一个观点.电动仙是“明日之星”,而目前作 为新能源过渡方案的混合动力乍将在不远的未来史能成为现实.a-Kr b Zi：山闰姑“成，松的山刀Mri队由的皿计山g -小益A U I bid fir tor.雌3 U *10 il .)=1乍霸察的第期携中.我们都表述这祥-个观点，电动车将是“明日之厨y，而目常作 为新陇源过此方案的湿昏明,J.14 ：将衣不远的未来更酷成为3度t实际.L 在中国础毋炒的也前4.丘新能源其中的个付克，从广殳上说、新检 赫车还包括：天然f 甲尊、乙诳生物柴油智潸治能i的伟统汽年、氧燃料屯池布曜-对F这典新的技术-国干附些多企讪些正的探寻-在不定性的未来.我幻应该把路越走越交，所谓条条大路通事弓，只有蛇所不断地尝 试厂卜做终我们才能探到一箫或者儿条遇台Il己&展的道路.中国电动汽车产业关键点：电池技术之忧相关专题：电子资讯时间：2011-07-11 14:27来源：华强电子网4月11日，#一辆电动出租车当街起火，烧地只剩空壳。12日，#宣布， 全市电动出租车全部停运并开场大检查。经调查，电动车自燃原因并不复杂，6 月8日官方公布的调查结果称，电池单体设计、制造方面不存在质量问题，而 是电池成组后不能完全满足车辆使用环境的需求，由局部短路引发的事故。就在中国第一起纯电动汽车自燃事件调查结果出炉的半个月后，由国家工 信部装备工业司组织的一项针对节能与新能源汽车开展现状的调研在全国X围 内展开。从6月22日起，国内62家整车、68家动力电池和关键材料、48家驱 动电机、32家电池管理系统，超过210家相关企业的负责人陆续接到了来自中 国汽车工程学会本次调研的承当方的调研问卷。而在此之后至今年9月，由 出发的调研小组的足迹还将遍布大江南北。在饱受关注的节能与新能源汽车产业开展规划2011-2020以下简 称规划出台前夕，这样一次规模空前的带有摸底性质的调研活动耐人寻 味。没有人去揣测自燃和调研之间的必然联系，就像没有人疑心电动车将成 为人类未来出行的主宰，但现实是，以国内现实的动力电池技术水平能足以支撑 起规划中绘就的那片天空吗？领跑的磷酸铁锂对于那份自称在已全面完善电池成组技术和成组工艺，提高成组电池的绝 缘性能，并增强固定性后恢复的运营的自燃调查报告，王同化名并不认可。“即便不是电池单体问题，这件事情的发生同样暴露了电动车电池技术的不 成熟，出现这样的情况，一点不让人意外。王同现在供职于一家国内磷酸铁锂 电池生产厂家，而这家公司正是此次工信部调研的68家动力电池企业之一，也 是一汽、奇瑞和吉利等国内整车企业新能源汽车的主要配套商。“本来谈好与几 家车企的合作，也因为这事儿指#电动出租车自燃的出现令合作计划暂时搁 浅。虽然没有明显迹象说明磷酸铁锂电池的前景会因自燃事件而黯淡，但王同依 然担忧公司的业务会因此受阻。事实上，以磷酸铁锂为电池正极的锂离子动力电池在目前国内电动车产业中 的地位还无法撼动。申银万国的一份动力电池行业研究报告显示：目前国内已经公布的17款混合动力和纯电动车型中，有11款搭载了锂离子电池，而其中磷酸 铁锂电池又占了绝大多数。国内电池厂家之所以青睐磷酸铁锂电池，在于它拥有高放电功倍率、可快速 充电且循环寿命长2000次以上，在高温高热环境下的稳定性高300摄氏度 高温以上才有平安隐患，具备很好的平安边际的技术特点。而这些数据几乎是 当下电动车业界最为关心的全部可快充意味着使用的便捷性，循环寿命长那么代 表电池的使用年限。而更为关键的是，在固有上述技术特点的前提下，面对国内电动车市场前景 为企业带来的巨大的盈利能力。以一家年产200吨磷酸铁锂正极材料的小厂为 例，其生产设备投资只需220万元不包括检测设备仪器，而其一年的产值却 高达3000万元。国联证券的一份研究报告说明，以磷酸铁锂为正极材料的锂离子电池，其毛 利率高达40%70%，远远超过作为正极材料的锰酸锂和钻酸锂毛利率分别为 30%50%、20%。技术，还是技术但即便如此，磷酸铁锂电池到目前为止仍无法成为电动车产业的火箭助推 器，其根本原因还在于本钱当然，整个动力电池产业都面临同样的问题。“一块磷酸铁锂的本钱价是10-12元，市场售价约20元，之前我们与一家 车企合作，为一款电动车提供电池配套，装了 6000块磷酸铁锂电池。王同说， 尽管该车型未必量产，但该车的制造商仅在电池方面的本钱就已到达12万元。华夏时报“中国电动车产业调查问卷结果显示：有37%的被调查者认 为，提高电池技术水平、降低购置本钱是推动电动汽车市场化的最有效手段。然而，提高技术水平、降低本钱决不是一蹴而就的事情。“磷酸铁锂电池成品率低、批次间稳定性即一致性差是制约本钱下降的 关键因素。国内一家锂离子电池企业的技术人员称，“如果磷酸铁锂电池的成 品率能够提高到90%，那么本钱会降低50%左右。“6000块磷酸铁锂电池有些夸X，但一个电池组至少需要上百块电池。 同时保持这么多单体电池的性能一致，难度较大，而一致性又影响到电池组整体 寿命。这位技术人员说，目前的条件下制作出来的电池一致性不佳，导致出现 了单体电池寿命超过2000次而电池组寿命只有500次的情况。“磷酸铁锂在高 温制备过程中，二价铁容易被氧化，晶体的生长也较难控制。如何在热处理的过 程中防止二价铁的氧化是提高成品率的关键点。这样的描述或许过于专业，但国内磷酸铁锂电池的技术现状确实不容乐观。 在德意志银行两年前发布的一份关于“整车企业最愿意与哪些企业合作开发汽 车锂电池的调研结果中，中国的锂电池生产企业无一家入围。决定本钱的还有隔离膜。在构成锂离子电池包括磷酸铁锂的本钱中，正 极材料、隔离膜约各占1/3。虽然#环宇公司提供的数据显示，目前国内企业生 产的隔离膜每平方米售价6元，而进口隔离膜每平方米12元，但进口隔离膜依 然在市场上占主导地位。根据国联证券的一份研究报告，国产隔离膜从2005年 才开场上市，但主要供给给如数码电子产品等低端市场。“国产隔离膜相比国外优秀隔离膜的主要区别在国产的均一性差，使用国产 隔离膜会导致电池质量不稳定。 #环宇董事长李中东称，隔离膜技术没有想象 的那么难，但却需要很长时间的技术经历积累。对于当下国内投资热情高涨的隔 离膜产业，李表示，不管花多少钱，都很难一下把国外技术全部引进，“经历积累很多时候是钱买不来的。绕不开的专利墙“专利技术肯定不会卖掉的，人家宁愿去融资也不会卖。一位不愿具名的 国内某重点院校研究所所长，道出了阻碍国内电池产业开展的更大壁垒专利。“我们只是跟风，比别人价格廉价就行了，但这些都不够。日产LEAF聆 风在电机、电控方面也没有创新，但聆风的电池组结构是刀片式，而国内 还是像传统蓄电池一样采用块式的。试问，如果刀片式结构未来取得成功， 而中国人一旦做了，是否会涉与专利侵权？此言并非危言耸听。实际上，李中东和国内几家电池生产企业两个月前刚刚 与磷酸铁锂电池的专利持有者打了 一场官司。一审判我们赢。李称。关于磷酸铁锂电池的专利之争已延续了整整十年，牵动了美国、日本、德国、 加大拿等多个国家和企业，而今天中国电池公司也参加到了这一乱局之中。李中东透露，今年3月，在中国电池工业协会的带着下，包括环宇、力神和 比亚迪等国内10家电池制造商一同对加拿大魁北克公司磷酸铁锂电池的商业 授权机构，美国#大学拥有原始专利提出诉讼，诉讼的焦点在于磷酸铁锂电池 原理是否属于专利保护X畴。5月份的一天，市中级人民法院一审判决中方获胜，这意味着至少在现阶段， 中国像欧洲企业一样，可以自由研发、生产磷酸铁锂电池。对于一审胜诉，李中东称在预料之中，“磷酸铁锂制造原理跟酿酒有些像， 各种酒类由酒精、水和杂质构成，磷酸铁锂也一样，材料中包含10%-15%的杂质， 正是杂质的不同，导致电池性能和寿命的不同，但美国人不能因此不让中国人 用。李中东称，一审败诉后，魁北克公司已要求代理律师再次提出诉讼。这场专利之争在中国仍在延续，“到底什么时候终审我们也不清楚，我们要先在中国 赢，未来把官司打到国外去。虽然李中东没有说，但让环宇他们一审胜诉的原因还有#大学目前只申请了 美、日、德、英、法、意、加七国的专利保护，并没有在中国申请专利。申银万 国的分析师担忧，未来，中国生产的磷酸铁锂电池一旦出口美国，会遭遇专利风 险。与国外主流企业相比，国内电池企业原创专利稀缺，在此根底上的再开发 式的“实用新型专利繁多，“一旦市场规模起来，就像当年的VCD，专利拥有 企业将从每台国产VCD中抽成。上述研究所所长对电池产业的未来不无担忧。不能完全满足车辆使用环境的需求，由局部短路引发的事故。就在“中国第一起纯电动汽车自燃事件调查结果出炉的半个月后，由国家 工信部装备工业司组织的一项针对节能与新能源汽车开展现状的调研在全国X 围内展开。从6月22日起，国内62家整车、68家动力电池和关键材料、48家 驱动电机、32家电池管理系统，超过210家相关企业的负责人陆续接到了来自 中国汽车工程学会（本次调研的承当方）的调研问卷。而在此之后至今年9月，由 出发的调研小组的足迹还将遍布大江南北。在饱受关注的节能与新能源汽车产业开展规划（2011-2020）（以下简称规 划）出台前夕，这样一次规模空前的带有“摸底性质的调研活动耐人寻味。没有人去揣测“自燃和“调研之间的必然联系，就像没有人疑心电动车 将成为人类未来出行的主宰，但现实是，以国内现实的动力电池技术水平能足以 支撑起规划中绘就的那片天空吗？领跑的磷酸铁锂对于那份自称在“已全面完善电池成组技术和成组工艺，提高成组电池的绝 缘性能，并增强固定性后恢复的运营的自燃调查报告，王同（化名）并不认可。“即便不是电池单体问题，这件事情的发生同样暴露了电动车电池技术的不 成熟，出现这样的情况，一点不让人意外。王同现在供职于一家国内磷酸铁锂 电池生产厂家，而这家公司正是此次工信部调研的68家动力电池企业之一，也 是一汽、奇瑞和吉利等国内整车企业新能源汽车的主要配套商。“本来谈好与几 家车企的合作，也因为这事儿（指#电动出租车自燃）的出现令合作计划暂时搁 浅。虽然没有明显迹象说明磷酸铁锂电池的前景会因自燃事件而黯淡，但王同依 然担忧公司的业务会因此受阻。事实上，以磷酸铁锂为电池正极的锂离子动力电池在目前国内电动车产业中 的地位还无法撼动。申银万国的一份动力电池行业研究报告显示：目前国内已经 公布的17款混合动力和纯电动车型中，有11款搭载了锂离子电池，而其中磷酸 铁锂电池又占了绝大多数。国内电池厂家之所以青睐磷酸铁锂电池，在于它拥有高放电功倍率、可快速 充电且循环寿命长（2000次以上），在高温高热环境下的稳定性高（300摄氏度高 温以上才有平安隐患），具备很好的平安边际的技术特点。而这些数据几乎是当 下电动车业界最为关心的全部可快充意味着使用的便捷性，循环寿命长那么 代表电池的使用年限。而更为关键的是，在固有上述技术特点的前提下，面对国内电动车市场前景 为企业带来的巨大的盈利能力。以一家年产200吨磷酸铁锂正极材料的小厂为 例，其生产设备投资只需220万元（不包括检测设备仪器），而其一年的产值却高 达3000万元。国联证券的一份研究报告说明，以磷酸铁锂为正极材料的锂离子电池，其毛 利率高达40%70%，远远超过作为正极材料的锰酸锂和钻酸锂（毛利率分别为 30%50%、20%）。技术，还是技术但即便如此，磷酸铁锂电池到目前为止仍无法成为电动车产业的火箭助推 器，其根本原因还在于本钱（当然，整个动力电池产业都面临同样的问题）。“一块磷酸铁锂的本钱价是10-12元，市场售价约20元，之前我们与一家 车企合作，为一款电动车提供电池配套，装了 6000块磷酸铁锂电池。王同说， 尽管该车型未必量产，但该车的制造商仅在电池方面的本钱就已到达12万元。华夏时报“中国电动汽车产业现状调查问卷结果显示：有37%的被调 查者认为，提高电池技术水平、降低购置本钱是推动电动汽车市场化的最有效手 段。然而，提高技术水平、降低本钱决不是一蹴而就的事情。“磷酸铁锂电池成品率低、批次间稳定性（即一致性）差是制约本钱下降的关 键因素。国内一家锂离子电池企业的技术人员称，“如果磷酸铁锂电池的成品 率能够提高到90%，那么本钱会降低50%左右。“6000块（磷酸铁锂电池）有些夸X，但一个电池组至少需要上百块电池。同 时保持这么多单体电池的性能一致，难度较大，而一致性又影响到电池组整体寿 命。这位技术人员说，目前的条件下制作出来的电池一致性不佳，导致出现了 单体电池寿命超过2000次而电池组寿命只有500次的情况。“磷酸铁锂在高温 制备过程中，二价铁容易被氧化，晶体的生长也较难控制。如何在热处理的过程 中防止二价铁的氧化是提高成品率的关键点。这样的描述或许过于专业，但国内磷酸铁锂电池的技术现状确实不容乐观。 在德意志银行两年前发布的一份关于“整车企业最愿意与哪些企业合作开发汽 车锂电池的调研结果中，中国的锂电池生产企业无一家入围。决定本钱的还有隔离膜。在构成锂离子电池（包括磷酸铁锂）的本钱中，正极 材料、隔离膜约各占1/3。虽然#环宇公司提供的数据显示，目前国内企业生产 的隔离膜每平方米售价6元，而进口隔离膜每平方米12元，但进口隔离膜依然在市场上占主导地位。根据国联证券的一份研究报告，国产隔离膜从2005年才 开场上市，但主要供给给如数码电子产品等低端市场。“国产隔离膜相比国外优秀隔离膜的主要区别在国产的均一性差，使用国产 隔离膜会导致电池质量不稳定。 #环宇董事长李中东称，隔离膜技术没有想象 的那么难，但却需要很长时间的技术经历积累。对于当下国内投资热情高涨的 隔离膜产业，李表示，不管花多少钱，都很难一下把国外技术全部引进，“经历 积累很多时候是钱买不来的。绕不开的专利墙“专利技术肯定不会卖掉的，人家宁愿去融资也不会卖。一位不愿具名的 国内某重点院校研究所所长，道出了阻碍国内电池产业开展的更大壁垒专 利。“我们只是跟风，比别人价格廉价就行了，但这些都不够。日产LEAF（聆风） 在电机、电控方面也没有创新，但聆风的电池组结构是刀片式，而国内还是 像传统蓄电池一样采用块式的。试问，如果刀片式结构未来取得成功，而中 国人一旦做了，是否会涉与专利侵权？此言并非危言耸听。实际上，李中东和国内几家电池生产企业两个月前刚刚 与磷酸铁锂电池的专利持有者打了一场官司。“一审判我们赢。李称。关于磷酸铁锂电池的专利之争已延续了整整十年，牵动了美国、日本、德国、 加大拿等多个国家和企业，而今天中国电池公司也参加到了这一乱局之中。李中东透露，今年3月，在中国电池工业协会的带着下，包括环宇、力神和 比亚迪等国内10家电池制造商一同对加拿大魁北克公司（磷酸铁锂电池的商业 授权机构，美国#大学拥有原始专利）提出诉讼，诉讼的焦点在于磷酸铁锂电池 原理是否属于专利保护X畴。5月份的一天，市中级人民法院一审判决中方获胜，这意味着至少在现阶段， 中国像欧洲企业一样，可以自由研发、生产磷酸铁锂电池。对于一审胜诉，李中东称在预料之中，“磷酸铁锂制造原理跟酿酒有些像， 各种酒类由酒精、水和杂质构成，磷酸铁锂也一样，材料中包含10%-15%的杂质， 正是杂质的不同，导致电池性能和寿命的不同，但美国人不能因此不让中国人 用。李中东称，一审败诉后，魁北克公司已要求代理律师再次提出诉讼。这场 专利之争在中国仍在延续，“到底什么时候终审我们也不清楚，我们要先在中国 赢，未来把官司打到国外去。虽然李中东没有说，但让环宇他们一审胜诉的原因还有#大学目前只申请了 美、日、德、英、法、意、加七国的专利保护，并没有在中国申请专利。申银万 国的分析师担忧，未来，中国生产的磷酸铁锂电池一旦出口美国，会遭遇专利风 险。与国外主流企业相比，国内电池企业“原创专利稀缺，在此根底上的再开 发式的“实用新型专利繁多，“一旦市场规模起来，就像当年的VCD，专利拥 有企业将从每台国产VCD中抽成。上述研究所所长对电池产业的未来不无担 忧。名词解释磷酸铁锂电池：磷酸铁锂电池是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池， 具有能量密度高、可快速充电且循环次数长、平安等技术特点。电池隔离膜：为一微孔性与多孔性之薄膜，其作用为隔离电子防止正负电极 间短路，并让电离子可自由通过；而当电池异常升温时，也需要隔离膜来关闭原 先作为离子通道的细孔，防止温度持续升高导致爆炸，也因此隔离膜产品本身的 强度、厚度决定了电池容量、循环寿命、平安性等因素。