动力电池发展的若干矛盾问题教学课件

动力电池发展的若干矛盾问题41、实际上，我们想要的不是针对犯罪的法律，而是针对疯狂的法律。马克吐温42、法律的力量应当跟随着公民，就像影子跟随着身体一样。贝卡利亚43、法律和制度必须跟上人类思想进步。杰弗逊44、人类受制于法律，法律受制于情理。托富勒45、法律的制定是为了保证每一个人自由发挥自己的才能，而不是为了束缚他的才能。罗伯斯庇尔锂离子电池技术还要进步锂离子电池技术还要进步价格还将降低价格还将降低用锂离子电池的轿车用锂离子电池的轿车150150公里行程公里行程中外已有共识中外已有共识铅酸电池技铅酸电池技术有新进展术有新进展超级电容器超级电容器已批量生产已批量生产锂离子电池锂离子电池凸显纯电动车的优势凸显纯电动车的优势动力锂离子电池厂如雨后春笋动力锂离子电池厂如雨后春笋3 3、动力型蓄电池进步快、动力型蓄电池进步快一、锂离子电池与铅酸电池一、锂离子电池与铅酸电池 比能量、寿命、价格等综合性能不断提高比能量、寿命、价格等综合性能不断提高比能量、寿命、价格等综合性能不断提高比能量、寿命、价格等综合性能不断提高作正极的电池安全性好作正极的电池安全性好作正极的电池安全性好作正极的电池安全性好LiMn2O4 LiFePO4电源管理和控制系统改进电源管理和控制系统改进电源管理和控制系统改进电源管理和控制系统改进 安全性和循环寿命提高安全性和循环寿命提高安全性和循环寿命提高安全性和循环寿命提高电极材料纳米化，比功率提高电极材料纳米化，比功率提高电极材料纳米化，比功率提高电极材料纳米化，比功率提高隔膜国产化，价格降低隔膜国产化，价格降低隔膜国产化，价格降低隔膜国产化，价格降低电池生产向半自动化、自动化前进电池生产向半自动化、自动化前进电池生产向半自动化、自动化前进电池生产向半自动化、自动化前进 可靠性、一致性提高可靠性、一致性提高可靠性、一致性提高可靠性、一致性提高锂离子电池在动力电池中占优势锂离子电池在动力电池中占优势镍氢电池用于混合动力车镍氢电池用于混合动力车,优势式微优势式微铅酸电池铅酸电池“回马回马”竞争，市场当竞争，市场当“裁判裁判”有人认为：有人认为：“铅酸电池太古老！铅酸电池太古老！燃料电池燃料电池170岁！岁！1839年英国格罗夫年英国格罗夫863计划却不嫌其老，大力支持了！计划却不嫌其老，大力支持了！1859年法国普兰特年法国普兰特 发明铅酸电池发明铅酸电池 150岁岁铅酸电池老而不衰，决非偶然铅酸电池老而不衰，决非偶然!优点：成熟、廉价、安全优点：成熟、廉价、安全*（日）（日）Shin-Kobe Technical Report No.15(2005-3)技术进步，没有过时技术进步，没有过时：全密封全密封 管式管式 水平式水平式 卷绕式卷绕式 新组份铅合金电极新组份铅合金电极循环寿命达循环寿命达45004500次，次，70%DOD 70%DOD*超级电池（超级电池（Ultrabattery）铅炭电池铅炭电池 继续提高：比能量、比功率、循环寿命继续提高：比能量、比功率、循环寿命发扬优点，发展新技术发扬优点，发展新技术铅酸动力电池大有作为铅酸动力电池大有作为大型纯电动车大型纯电动车增程式电动车增程式电动车混合电动车，短程车混合电动车，短程车超级电池超级电池铅铅-炭组合负极炭组合负极引自引自引自引自铅酸电池铅酸电池混合电容器混合电容器超级电池超级电池UltrabatteryUltrabattery日本日本FURUKAWA公司公司比功率比功率500-600W/kg500-600W/kg铅炭电池铅炭电池均匀复合、双功能负极均匀复合、双功能负极引自引自引自引自铅酸电池铅酸电池混合电容器混合电容器advanced lead-acid batteries,using lead-carbon electrodes铅炭电池铅炭电池美国美国 Axion Axion 动力国际公司动力国际公司Pb-CPb-C电池技术电池技术优点：优点：1 1、重量减轻、重量减轻2 2、容量提高、容量提高3 3、充电倍率高、充电倍率高4 4、负极无硫酸盐化负极无硫酸盐化负极无硫酸盐化负极无硫酸盐化 循环寿命延长循环寿命延长循环寿命延长循环寿命延长 5 5、安全、价廉、安全、价廉ApplicantDOEAward($mil.)Loca-tionsTechnologyExide Techno-logies with Axion Power International$34.3Bristo,TNColumbus,GAProduction of advanced lead-acid batteries,using lead-carbon electrodes for micro and mild hybrid applications.East Penn Manufacturing Co.$32.5Lyon Station,PAProduction of the UltraBattery(lead-acid battery with a carbon supercapacitor combination)for micro and mild hybrid applications.EnerG2,Inc.$21Albany,ORProduction of high energy density nano-carbon for ultracapacitors.奥巴马新一代电池中的铅酸电池及材料奥巴马新一代电池中的铅酸电池及材料可以扩产锂离子电池！可以扩产锂离子电池！但更应加强力量但更应加强力量开发铅酸电池新技术！开发铅酸电池新技术！铅酸电池厂铅酸电池厂掌握超级电池等多项新技术掌握超级电池等多项新技术 60-80Wh/kg 600-800W/kg则大有优势！则大有优势！集成再创新集成再创新二、比功率与比能量二、比功率与比能量兼有高比功率和高比能量兼有高比功率和高比能量有难度有难度选择依据：选择依据：总比功率与总比能量总比功率与总比能量使用性能使用性能 总价格总价格 寿命寿命 其它其它可靠性、能量效率可靠性、能量效率电动车的起动和制动要求高功率电源电动车的起动和制动要求高功率电源电动车的续驶里程要求高比能电源电动车的续驶里程要求高比能电源动力动力电源电源全用全用全用全用功率型电池功率型电池价格、寿命、安全性价格、寿命、安全性 能量型电池与超级电容器能量型电池与超级电容器并联并联并联并联大力发展电化学电容器大力发展电化学电容器低价、高比能量的无机体系电容器低价、高比能量的无机体系电容器 NiO-C；复旦的复旦的Li+-C 厦大的薄液层氧化还原偶电容器（全厦大的薄液层氧化还原偶电容器（全V等）等）重视研制陶瓷电容器重视研制陶瓷电容器高电压，无串联高电压，无串联高比功率与高比能量的统一高比功率与高比能量的统一高安全性；环境友好高安全性；环境友好降低有机体系的电容器的价格降低有机体系的电容器的价格炭材料与低内阻电容器工艺并重炭材料与低内阻电容器工艺并重三、成本与质量三、成本与质量成本降低，应以保证质量为前提成本降低，应以保证质量为前提 安全第一；全面达标；安全第一；全面达标；绝对不能片面地强调降低成本绝对不能片面地强调降低成本以免导致恶性竞争，自毁长城以免导致恶性竞争，自毁长城成本降低，应以技术进步为后盾成本降低，应以技术进步为后盾 隔膜、电解质国产化；生产设备国产化隔膜、电解质国产化；生产设备国产化 提高产品的合格率；提高产品的合格率；成本降低，应以规模生产为基础成本降低，应以规模生产为基础 生产规模扩大有过程生产规模扩大有过程-未来降成本有潜力未来降成本有潜力做大、做强几家动力电池厂做大、做强几家动力电池厂我国我国我国我国5-105-105-105-10年内可新建年内可新建年内可新建年内可新建5-105-105-105-10个个个个年产年产年产年产50505050亿亿亿亿AhAhAhAh的电池厂的电池厂的电池厂的电池厂投资投资投资投资十几亿十几亿十几亿十几亿/厂，厂，厂，厂，配配配配50505050万辆轿车或万辆轿车或万辆轿车或万辆轿车或100100100100万辆微型车万辆微型车万辆微型车万辆微型车手机电池厂扩产动力电池，技术有基础手机电池厂扩产动力电池，技术有基础手机电池厂扩产动力电池，技术有基础手机电池厂扩产动力电池，技术有基础应充分发挥其作用应充分发挥其作用应充分发挥其作用应充分发挥其作用但须提高自动化程度，以提高电池一致性但须提高自动化程度，以提高电池一致性但须提高自动化程度，以提高电池一致性但须提高自动化程度，以提高电池一致性许多集团、省市等，有大动作许多集团、省市等，有大动作许多集团、省市等，有大动作许多集团、省市等，有大动作 要大力支持要大力支持电池生产设备电池生产设备国产化国产化 隔膜、电解质隔膜、电解质四、售价与寿命四、售价与寿命长寿命是最大的降价长寿命是最大的降价长寿命是最大的节能长寿命是最大的节能电池厂要对保质期内的电池负责保换电池厂要对保质期内的电池负责保换电池要以寿命论价电池要以寿命论价电池组的寿命长更重要！电池组的寿命长更重要！优秀的电池厂要做长寿命电池！优秀的电池厂要做长寿命电池！五、电池充电与电池使用五、电池充电与电池使用充电方便，是追求的目标之一充电方便，是追求的目标之一但要以电池充电的规范化与使用的规但要以电池充电的规范化与使用的规范化为保障范化为保障过快的充电不可取过快的充电不可取对电网、电池对电网、电池车主买车不买电池，租车主买车不买电池，租车主买车不买电池，租车主买车不买电池，租/换用电池换用电池换用电池换用电池公司夜间充电（调峰），用廉价电公司夜间充电（调峰），用廉价电公司夜间充电（调峰），用廉价电公司夜间充电（调峰），用廉价电合理租赁制度和租金标准合理租赁制度和租金标准合理租赁制度和租金标准合理租赁制度和租金标准地库夜间充电地库夜间充电住区与电力部门协助住区与电力部门协助住区与电力部门协助住区与电力部门协助组成租组成租/换电池换电池的运营的运营公司公司停车场、路边充电停车场、路边充电电力部门提供服务电力部门提供服务电力部门提供服务电力部门提供服务用户用户用户用户省钱省钱省钱省钱节油减排节油减排节油减排节油减排-国家得益国家得益国家得益国家得益电网电网电网电网峰峰峰峰/谷差谷差谷差谷差得平抑得平抑得平抑得平抑一举一举多得多得充电用充电用“谷电谷电”发展多种方便用户的充电服务发展多种方便用户的充电服务六、补贴电池与补贴电动车六、补贴电池与补贴电动车动力电池是发展中的新产品动力电池是发展中的新产品 对优质动力电池应减免税对优质动力电池应减免税汽车生产厂利润高，何需补贴！汽车生产厂利润高，何需补贴！补贴买车的有钱人，不公平！补贴买车的有钱人，不公平！动力电池用户为节油减排作贡献动力电池用户为节油减排作贡献 补贴电池价差给用户，合理补贴电池价差给用户，合理1 1、规模宏大、规模宏大能源部资助能源部资助2424亿美元，要求企亿美元，要求企业按业按1:11:1的比例配套的比例配套2424亿美元，共约合人民币亿美元，共约合人民币330330亿元亿元2 2、重点突出、重点突出纯电动车和混合动力车，没有纯电动车和混合动力车，没有燃料电池电动车；燃料电池电动车；3 3、配套整齐、配套整齐，发展，发展9 9类、类、4848个科研生产项目个科研生产项目4 4、直接支持最强的企业、直接支持最强的企业例：奥巴马的例：奥巴马的“下一代下一代”电池和电动车计划电池和电动车计划 七、国外大手笔与我国处境七、国外大手笔与我国处境1515亿美元亿美元资助美国的电池及其配件制造者资助美国的电池及其配件制造者 以提高电池的循环容量以提高电池的循环容量5 5亿美元亿美元资助电动力系统的制造者资助电动力系统的制造者 包括电动机、电路系统及其它动力系统器件包括电动机、电路系统及其它动力系统器件4 4亿美元亿美元购买数千辆购买数千辆“插入式插入式”和全电动车和全电动车 在多个地点做演示验证，建立充电系统，教在多个地点做演示验证，建立充电系统，教育、培训先进电动车领域的专业人才。育、培训先进电动车领域的专业人才。能源部资助能源部资助2424亿美元亿美元,三个领域三个领域“下一代电池下一代电池”的特点的特点1 1、锂离子电池为主、锂离子电池为主2 2、电池正极用镍、电池正极用镍-钴钴-金属、纳米磷酸亚铁金属、纳米磷酸亚铁锂、氧化锰锂、氧化锰3 3、锂离子电池中包括聚合物锂离子电池、锂离子电池中包括聚合物锂离子电池、尖晶石锰酸锂作正极、钛酸锂作负极的尖晶石锰酸锂作正极、钛酸锂作负极的高功率锂电池高功率锂电池4 4、支持铅炭电池与超级电池各、支持铅炭电池与超级电池各1 1家家5 5、没有氢、没有氢-镍电池和燃料电池镍电池和燃料电池“先进车辆电气化先进车辆电气化”的特点的特点1 1、纯电动车最多、纯电动车最多55005500辆辆 续航里程为续航里程为100100英里的尼桑电动车，英里的尼桑电动车，50005000辆辆 续航里程为续航里程为100100英里的先进电池电动卡车，英里的先进电池电动卡车，400400辆辆 100100辆电动中型卡车辆电动中型卡车.2 2、“插入式插入式”混合动力车混合动力车17371737辆辆 220 220辆先进的乘用车和小货车辆先进的乘用车和小货车 由由378378辆卡车和穿梭巴士组成的车队辆卡车和穿梭巴士组成的车队 150 150辆辆“插入式插入式”混合动力车，混合动力车，厢式货车厢式货车 125 125辆辆Volt Volt“插入式插入式”混合动力车提供给电子器件公司，混合动力车提供给电子器件公司，500500辆辆“插入式插入式”Volt Volt混合动力车提供给消费者混合动力车提供给消费者3 3、增程式电动车、增程式电动车(EREVs)(EREVs)数百辆雪弗兰数百辆雪弗兰Volt Volt 4 4、没有燃料电池动力车、没有燃料电池动力车该计划给人们的启示：该计划给人们的启示：1 1、美国政府下定了发展电动车的决心；、美国政府下定了发展电动车的决心；2 2、该计划的目的明确、该计划的目的明确抢占全世界电抢占全世界电池和电动车发展的领先地位，拟认真解池和电动车发展的领先地位，拟认真解决节油、减排；决节油、减排；3 3、铅炭电池、超级电池、电容炭受重视、铅炭电池、超级电池、电容炭受重视4 4、我国政府和企业家应有因应措施。、我国政府和企业家应有因应措施。我国切不能拉大差距我国切不能拉大差距八、当前产业化与长期发展八、当前产业化与长期发展当前动力电池全力产业化当前动力电池全力产业化 磷酸铁锂电池呼声最高磷酸铁锂电池呼声最高 锰酸锂电池锰酸锂电池“PK”“PK”磷酸铁锂电池磷酸铁锂电池 两者均有许多提高水平的工作要做两者均有许多提高水平的工作要做长期发展，要早作安排长期发展，要早作安排 日本有计划，并已组织实施日本有计划，并已组织实施 我们要有自主知识产权，应投入我们要有自主知识产权，应投入 新体系、新材料研究难度大、很重要新体系、新材料研究难度大、很重要1 1、介绍一种可缓解矛盾的电动车、介绍一种可缓解矛盾的电动车 “增程式增程式”电动车电动车 或或“双充式双充式”电动车电动车结束语结束语电机控制器电机控制器电动机电动机空调系统空调系统助力系统助力系统制动系统制动系统 市电接口市电接口市电接口市电接口充电机充电机电池电池-电容组电容组变速箱变速箱微型、小型车，微型、小型车，微型、小型车，微型、小型车，6-13kWh6-13kWh6-13kWh6-13kWh锂离锂离锂离锂离子电池，用低谷电不用油，可子电池，用低谷电不用油，可子电池，用低谷电不用油，可子电池，用低谷电不用油，可驶驶驶驶80808080公里以上，满足我国城市公里以上，满足我国城市公里以上，满足我国城市公里以上，满足我国城市大多数用户要求大多数用户要求大多数用户要求大多数用户要求纯电动车纯电动车“增程式增程式”电动车电动车行驶前先行驶前先充充电电 车上发电机车上发电机,按需按需充充电电动力机构简单动力机构简单节油减排节油减排纯电动车优先发展纯电动车优先发展增加里程增加里程内燃机内燃机发电机发电机（定型产品）定型产品）动态控制系统动态控制系统如果配一个有动态控制功能的如果配一个有动态控制功能的如果配一个有动态控制功能的如果配一个有动态控制功能的30-40kW30-40kW30-40kW30-40kW发电机组，发电机组，发电机组，发电机组，行驶中供电，电动公交车就能连续运行行驶中供电，电动公交车就能连续运行行驶中供电，电动公交车就能连续运行行驶中供电，电动公交车就能连续运行仍是全电驱动，用油增程；仍是全电驱动，用油增程；仍是全电驱动，用油增程；仍是全电驱动，用油增程；有别于有别于有别于有别于串联混合动力串联混合动力串联混合动力串联混合动力“增程式增程式”电动公交车电动公交车城市公交平均速度极少超过城市公交平均速度极少超过50km/h50km/h 11m 11m客车仅需功率客车仅需功率 30kW 30kW 左右左右此技术此技术,完全适用于电动轿车完全适用于电动轿车少用了电池、延长了寿命，用定型的小少用了电池、延长了寿命，用定型的小少用了电池、延长了寿命，用定型的小少用了电池、延长了寿命，用定型的小发电机组发电机组发电机组发电机组 可降低一次性投资和运行成本可降低一次性投资和运行成本可降低一次性投资和运行成本可降低一次性投资和运行成本 维护费用也可以大幅度降低维护费用也可以大幅度降低维护费用也可以大幅度降低维护费用也可以大幅度降低增程式电动客车，制造成本仅增程式电动客车，制造成本仅70-8070-80万元万元 含含5 5万元万元铅酸铅酸电池电池+10+10万元万元电容器电容器 使用寿命可达使用寿命可达5 5年以上年以上11.311.3米长的客车百公里耗油米长的客车百公里耗油18.418.4升升6 6月月1616日日1212点从北京密云出发，点从北京密云出发，1818日中午抵达扬州。日中午抵达扬州。中途充了一次电，共行驶中途充了一次电，共行驶11001100公里公里而燃油公交车油耗，则是而燃油公交车油耗，则是4040升升左右左右增程式电动轿车，百公里耗油预计增程式电动轿车，百公里耗油预计3 3升左右升左右增程式电动中巴车增程式电动中巴车增程式电动中巴车增程式电动中巴车铅酸电池铅酸电池增程式电动客车增程式电动客车北京北京科凌公司科凌公司专利技术专利技术2、矛盾的解决、矛盾的解决 一靠政府的政策导向一靠政府的政策导向 二靠运行机制的创新二靠运行机制的创新 三靠电池技术的进步三靠电池技术的进步归根结底归根结底3、建议、建议结束语结束语结束语结束语 锂离子电池与铅酸电池均作动力电池发展锂离子电池与铅酸电池均作动力电池发展锂离子电池与铅酸电池均作动力电池发展锂离子电池与铅酸电池均作动力电池发展 要针对各自弱点进一步提高性能要针对各自弱点进一步提高性能要针对各自弱点进一步提高性能要针对各自弱点进一步提高性能“电动技术产业电动技术产业电动技术产业电动技术产业”的的的的长远发展，要有新电池长远发展，要有新电池长远发展，要有新电池长远发展，要有新电池 要有自主知识产权，安全与高比能量的统一要有自主知识产权，安全与高比能量的统一要有自主知识产权，安全与高比能量的统一要有自主知识产权，安全与高比能量的统一 政府支持，企业投入，科技人员创新政府支持，企业投入，科技人员创新政府支持，企业投入，科技人员创新政府支持，企业投入，科技人员创新谢谢！谢谢！1 1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。、最灵繁的人也看不见自己的背脊。非洲非洲2 2、最困难的事情就是认识自己。、最困难的事情就是认识自己。希腊希腊3 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。、有勇气承担命运这才是英雄好汉。黑塞黑塞4 4、与肝胆人共事，无字句处读书。、与肝胆人共事，无字句处读书。周恩来周恩来5 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。培根培根