锂离子电池与电动技术产业

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,军用化学电源研究与发展中心,锂离子电池与,“电动技术产业”,2008,动力锂离子电池国际论坛,1,内容,结束语,一、动力型蓄电池进步快,二、何种电动车优先发展？,三、电从何处来？,四、电可替代多少油？,五、,“,电动技术产业,”,的兴起,六、扶植,“,电动技术产业,”,的政策,2,2008年北京奥运会和残奥会,为我国政府承诺,“,科技奥运,”,，,“,绿色奥运,”,的圆满实现，作出了重要贡献。,我国自主研发的,595,辆多种,新能源车辆在会上成功运行,总里程超过200万公里,北京理工大学牵头研制,55辆纯电动客车,采用锂离子电池,3,50辆纯电动大客车,（京华客车厂）,盟固利提供锰酸锂为正极的动力型锂离子电池,5辆纯电动高级指挥车,（山东中通客车厂）,北大先行等提供磷酸铁锂为正极的动力型电池,一、动力型蓄电池进步快,国内多家企业生产（或准备）动力型电池,一、动力型蓄电池进步快,杭州、上海等多个城市开行纯电动公交车,4,安全性,比能量,比功率,寿命,价格,能量转换效率,自放电率,功能指标,经济指标,衡量,动力电池,的指标,从手机电池,到,动力电池,-,从单节,到,串并联！,从小容量,到,大容量！,从小功率,到,大功率！,解决了,一系列的,技术问题,一、动力型蓄电池进步快,5,电池起火烧毁车辆的事已很少发生，电池爆炸事件更少；,安全第一,比能量、寿命、价格等等其它因素形成的,综合性能不断提高,。,一、动力型蓄电池进步快,作正极的电池安全性好,LiMn,2,O,4,LiFePO,4,6,例：咸阳威力克公司的动力型电池系列,用北大先行的,LiFePO4,单体容量,55Ah、120Ah,；,可高倍率放电；,不需鼓风冷却，通过了安全性测试；,比能量,100Wh/kg,，,充放电,500,次,后容量只衰减了,1.53%,，预计循环寿命可达,2000,次。,磷酸铁锂电池,综合性能好,LiFePO,4-,磷酸亚铁锂,安全性高，不用昂贵的原料，不含有害元素。,克服了电导率低的缺点。 只是密度不够高。,多家公司小批量生产，后来的公司不少。,一、动力型蓄电池进步快,7,55Ah,电池组为,84,串，,2,并，重,330,公斤，,15,秒可使电动轿车加速到,100,公里,/,小时；,充电一次蓄电,30,度可行驶,210,公里以上。,2006,年装的,纯电动轿车,整车重量不比燃油车重！,2007,年装的,纯电动客车,120Ah,电池组为,84,串，,3,并,充电一次可行驶180公里;,北京奥运会,奥组委,指挥调度用的,高级指挥车，用此电池,一、动力型蓄电池进步快,8,电源管理和控制系统改进,安全性和循环寿命提高,磷酸铁锂材料纳米化，缩短离子扩散路程,5,分钟充电可满,80%,容量,方便长途行驶，或少装电池,隔膜国产化，价格下降,电池生产向半自动化前进,可靠性、一致性提高,一、动力型蓄电池进步快,电池技术还在进步：,磷酸亚铁锂动力电池技术已不容再置疑,9,大力发展电动车好处多,减轻城市空气污染,大城市空气污染的,50%,来自汽车,石油与,“,国家能源安全”,2006,年进口石 油,1.4,亿吨，汽车用掉成品油,9000,万吨。,2007,年我国净进口油品超过,1.59,亿吨,原油对外依存度达到,46%,一、动力型蓄电池进步快,减少二氧化碳排放，缓解温室效应,1,亿吨油产生,CO,2,约,3,亿吨,10,车增多，用油一年将比一年多,2007,年我国汽车销售,总量达,879,万辆,乘用车,630,万辆,其中轿车为,470,万辆,我国人民生活水平快速上升,汽车,经济增长点，官员的政绩,一、动力型蓄电池进步快,共识,发展电动车，刻不容缓,11,但是，选择,何种动力,优先发展？,有着不同的认识和估计,二、何种电动源优先发展？,客车、轿车,自行车、摩托车,均该电动化,12,四种电动车，哪种优先发展？, 纯电动车,完全以电代油,“,油,-,电,混合电动车,”,由车上发电机 给电池充电, 燃料电池,电动车,氢燃料, 外充电式,混合电动车,“,电,-,油混合电动车,”,（,plug-in,）,二、何种电动车优先发展？,13,我国,纯电动车,将会大发展,也应该优先支持,14,度电,行驶百公里,理由一,不用油，适合我国缺油的国情,汽车技术进步：1度电,1升油,替代,使用、维修方便、节材节能,理由二,结构简单,无油路、水路、气路,二、何种电动车优先发展？,14,西方国家有强大的油机工业,扔不得,日本的,“,Prius,”,用氢,-,镍电池，强项，但比能低,电,-,油混合电动车,过渡车种,电池比能量提高前，用于长途行驶,我国汽油车“包袱”不很重，技术要靠外国,锂离子电池技术已不落后！,理由三,混合电动车是过渡性车种,油,-,电混合车实际上,还是用油 ，价格不低,混合动力公交车比同类型普通公交车贵,20万元左右,二、何种电动车优先发展？,15,美国,“,氢经济,”,论 造成错觉和误导,PEMFC,车,在近、中期不可能大发展,价格昂贵,市场太小,寿命,不够长,理由四,燃料电池电动车,“,曲高和寡,”,铂的资源 不够用,氢的储运有难题,电,-,氢,-,电转,换效率低,远期，要看技术如何发展,系统复杂,维护困难,二、何种电动车优先发展？,“,黄金宝剑,”,贵重而鲜亮 中看不而中用,16,不必按燃油车的指标，全面要求纯电动,轿,车，如,第一步,部分代替燃油车,一次充电行驶,150-200,公里,满足大部分用户市内行驶要求,续驶里程,600,公里以上,10,秒加速到,100,公里,/,小时,最高时速,160,公里,/,小时,等等,对,纯电动轿车,逐步提高要求,第二步,性能赶超，扩大代替,电耗降低，电池比能提高，降价,（快速充电）,二、何种电动车优先发展？,17,机构用车、环卫车,：,公众用车，,电动,化,很有利,经济、环保，效益双高,电池可集中管理、充电,发展快，节油、减排潜力大,出租车：,100,万辆，年增,16%,；40升油,/,天,公交车：,40,万辆，年增,10%,；,100,升油,/,天,二、何种电动车优先发展？,18,电动,自行,车,发展要规范,已有,5000,多万辆，年产,1900,万辆,国内几乎全用铅酸蓄电池,出口主要是用锂离子电池,应发展,电,力,助,动,车,规范重量：,40kg,速度： ,20km/h,开辟自行车专用道,双安全,制止,电动自行车,“,摩托化,”,二、何种电动车优先发展？,19,数量多,8700,万,辆,污染重,1辆相当10辆汽车,油耗大,能效低下,摩托车,更应加速电动,化！,电摩：,0.6,1 kW/,辆,有的城市,“,禁摩,”,，不必要,电动摩托车电池,36V 15Ah,已出口,国内市场大,节油减排潜力大,二、何种电动车优先发展？,20,电池价格，怎么样算帐？,要算,储能的经济效益（,E）,T,储能-放能循环的转换效率,。,C,放出单位能量的投资，元/瓦时（放出）,L,储能-放能循环寿命，次,锂离子动力电池（磷酸铁锂）,有优势,E,=,T /（C/L）,锂离子电池电动车，昂贵吗？,二、何种电动车优先发展？,21,如果电池重,200,公斤，蓄电,20kWh,，续驶,140,公里，足够大部分用户用,2,3,天了,循环寿命,2000,次，可驶,28,万公里,电池总价,8.0,万,元,充电,1kWh,0.3,元，驶,7,公里，比用油省,4,元,电池目前价格：,4000,元,/kWh,锂离子电池电动车，昂贵吗？,28,万公里共可省,16,万元,远大于电池价,二、何种电动车优先发展？,22,不用油机,电控系统比混合电动车大为简化,可降低成本,车体价,3,万元,连电池可不超过,11,万,元,油费可省,16,万,元,二、何种电动车优先发展？,23,三、电从何处来？,总装机很快达,8亿千瓦,电网夜间“积压”一半, “降价处理”,电网花钱调峰,1、直接用“谷电”,“谷电”潜力大！,24,我国已建、在建抽水蓄能发电站24座 总装机容量1695万千瓦 核能、风能利用,将增加调峰负担,转换效率,70%,抽水蓄能有局限性：, 要有合适的场地,一次投入高,6000-8000元/千瓦,抽水蓄能调峰,三、电从何处来？,25,纯电动车 充电,替电网,“,分散调峰,”,以北京为例，,300,万辆轿车中如有,100,万辆是纯电动车，以平均每辆,2kW,的功率充电，即可消耗,200,万,kW,的,“,谷电,”,两个半,十三陵抽水蓄能电站,用户利用,“,谷电,”,充电,-,省钱,节油,减排,电网的,峰,-,谷差,得以平抑,夜间,三、电从何处来？,一举多得,26,充分利用,电网已有设施,纯电动车 “分散调峰”,有优越性！, 转换效率高,90%,“,谷电,”,足够电动车用,分批投入，,代价小,如用,1,亿千瓦充电,则可供给,5000,万辆,纯电动轿车,或者,700,万辆,纯电动客车,三、电从何处来？,27,2,、风能发电利用,陆上离地面,10,米技术,可开发量,3,亿千瓦,陆上,70,米高度、海上的,风能,资源很大,风能,发电,，,1,千瓦每年减排,CO,2,2,吨,但，,发电能力无法恒定,北方夜间风大,风电并网,增加调峰负担,三、电从何处来？,28,2,、风能发电利用,电池蓄电,变,流,整,流,随时,风能,发电,电,网,直接上网,电动车,-,充电,三、电从何处来？,29,2,、风能发电利用,风能,发电,直流,电池蓄电,非并网风电,-,充电,电,网,备用,电动车,-,充电,三、电从何处来？,30,3,、核能发电利用,我国正大力发展核电站,核电站,要求稳定功率运行,低,“,谷,”,富裕电能将大增,给电动车充电,未来,聚变能发电,所以，,电动车“调峰”的,实质,是用掉,夜间,的核电、风电,三、电从何处来？,31,4,、,车用油以煤合成,不合算,当然，煤合成油有其它用途,1,kg,煤,发,3 度电,8-10,倍,电动轿车行驶,20,km,造,0.2,0.25,升油,燃油轿车行驶,2,-,2,.,5,km,煤,-,电：能效高 排放相对少,煤合成油开车，不合算,三、电从何处来？,32,四、电可替代多少油？,每辆轿车充电,7,小时,(23,时,6,时,),得,14,度电能（可行驶一百多公里），可顶替,10,升汽油，,1000,万辆轿车用电,每天替下,10,万吨汽油！一年有多少！？,100,万辆公交车用电,每天替下,10,万吨汽油！一年有多少！？,出租车：,40升油,/,天，,100,万辆 4万吨,/,天,年增,16%，5,年翻一番；,数量极大的电力助动车、电动摩托车，城市其它用车的电动化，更是锦上添花,33,以电动汽车的生产、运行为核心的高技术产业群,五、,“,电动技术产业,”,的兴起,电动车,电动机,电控系统,动力电池,正极材料,电源管理,供电体系,电池回收,充电服务,电动技术产业,能量回收,充电设施,负极材料,电解液,资源再生,电池复用,膜,年产,500,万辆电动车（占一半），年产值万亿元！,维持几千万辆电动车运行，年产值千亿元！,34,电池的方便充电,电动车能否推广的关键行业,停车场充电,用车,-,充电两不误,租,/,换电池,夜间充电，用谷电,专业充电，寿命长,规模经营，效益好,多种方式竞争、互补,用户换电池，省事,用户自己充电,小车、小型电池,五、,“,电动技术产业,”,的兴起,35,畅想发展（一）,年份,2010,2015,2020,2030,年产电动,轿车,/,辆,2,万,40,万,200,万,500,万,配套动力电池,/,万,Wh,4,万,80,万,400,万,1000,万,需电池单体,/,万,Ah,1.3,万,25,万,125,万,313,万,需磷酸亚铁锂,/,万吨,0.1,2,10,25,需碳酸锂,/,万吨,.024,0.48,2.4,6,行驶电动轿车,/,辆,3,万,100,万,500,万,5000,万,配套电解液、隔膜、电机、充电器, ,五、,“,电动技术产业,”,的兴起,36,锂资源,383,万吨锂，相当于碳酸锂,2024,万吨；,轿车以,6,万吨,/,年计，则可供给,337,年；,回收再用； 海水含锂,0.15g/L,；,郑绵平等，中国的锂资源，,新材料产业，,2007,（,8,）,13,五、,“,电动技术产业,”,的兴起,综合利用锂,7.5%,的锂,6,用于聚变堆发电,92.5%,的锂,7,用于锂离子电池,37,畅想发展（二）,电池是电动技术产业的核心产品,发展目标：,2000,元,/kWh,寿命,4000,次,电池折旧：,0,.,5,元,/kWh,次,电费：,0,.,3,元,/kWh,0.8,元,轿车行驶,13,公里,0,.,06,元,/,公里,燃油轿车：,0,.,6,元,/,公里,五、,“,电动技术产业,”,的兴起,38,畅想发展（三）,大型运输车,(90,万辆,),电动化,例：高速公路上,“,无轨,-,电池车”,城际运输,按无轨电车,两端行驶,按纯电动车,五、,“,电动技术产业,”,的兴起,农业车 电动化,!,农用车,1400,万辆,拖拉机,1482,万辆,39,六、扶植,“,电动技术产业,”,的政策,要普及电费的分时计价并拉开峰,-,谷电价的差距,国家政策十分重要,发展多种方便用户的充电服务,-,电力部门,政府规划,“,电动技术产业,”,的发展，正确引导,建立对于电动技术,(,电池为主,),企业的优惠政策,兴起以纯电动车为核心的,“,电动技术产业,”,不断深化燃油的费税改革,大力,“,限油,”,40,3,、,锂离子电池引发,“,电动技术产业,”,的兴起,要延长寿命，提高一致性，降低成本,1,、节能（油）减排是国家长久利益所在,油价下跌不会改变我国缺油、污染状况,2,、纯电动车最节能减排，汽车跨越式发展,要大力降低电耗，延长续驶里程,4,、 “,电动技术产业,”,大发展，要有新电池,要有自主知识产权，安全、高比能量,政府支持，企业投入，科技人员创新,结束语,41,谢谢！,42,