中國新能源汽車與電池技術(shù)研發(fā)進展與重點部署

中國新能源汽車與電池技術(shù)研發(fā)進展與重點部署打開文本圖片集“我們基本上占據(jù)了國際市場將近50%的市場份額?！彪S著中國成為世界新能源汽車第一產(chǎn)銷大國，作為新能源汽車的核心零部件，我國動力電池的市場占有率也在不斷上升，其研發(fā)與生產(chǎn)至關(guān)重要。作為國家重點研發(fā)計劃新能源汽車等重點專項，新型鋰電池的相關(guān)研究目前由科技部高技術(shù)研究發(fā)展中心在做相應(yīng)的研究工作，中心副主任卞曙光全而梳理了當(dāng)前國內(nèi)動力電池的發(fā)展現(xiàn)狀，發(fā)展中存在的各種問題，與國外先進水平的差距，并重點提出了國家對這一產(chǎn)業(yè)下一階段的發(fā)展目標(biāo)和部署。問題與差距我國政府對新型鋰電池給予高度重視，汁五”期間的K63計劃”己經(jīng)對新能源汽車以及動力電池做了重點安排部署，主要導(dǎo)向是支持鋰電池的正極、負極、隔膜、電解液的技術(shù)攻關(guān)?！鍪晃濉逼陂g重點支持鋰離子動力電池、電機系統(tǒng)以及關(guān)鍵原材料產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)攻關(guān)。至卜十二五”期間，我國政府重點支持以“能量型鋰離子動力電池以及電池系統(tǒng)”為重點的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化技術(shù)工作和應(yīng)用，并且在能源、汽車等行業(yè)得到推廣應(yīng)用。從K63計劃”開始，中國的鋰電池以及電動汽車就按照?三縱三橫”的技術(shù)體系進行重點安排和部署。■三縱”主要是圍繞著燃料電池汽車、混合動力汽車，以及純電動汽車進行安排和部署；“三橫”則重點支持動力電池和電池組的管理系統(tǒng)，電機驅(qū)動系統(tǒng)和控制單元等。“三橫三縱”以及多能源控制系統(tǒng)等支撐起了國內(nèi)新能源汽車的具體研發(fā)工作，從而形成了具有中國特色的電動汽車技術(shù)體系和發(fā)展路徑。在?十二五”末期，我國動力電成本低于2元/瓦時；在比能量型鋰離子動力電池方面，我們的比能量達到了大于160瓦時/公斤的水平，成本低于3元/瓦時，可以批量用于示范型新能源汽車，包括客車、轎車等車型。材料體系主要包括噸孟酸鋰、磷酸鐵鋰及三元，目前己經(jīng)實現(xiàn)了規(guī)?；瘧?yīng)用，鋰離子動力電池己經(jīng)具備產(chǎn)業(yè)化水平。同時,我們在電池系統(tǒng)的集成技術(shù)方而也取得了重要進展，產(chǎn)業(yè)化程度從百萬級瓦時上升到了千萬級。在單體電池新產(chǎn)品方而，我們的磷酸鐵鋰能量密度己經(jīng)能夠做到120到240瓦時/公斤，容量為5安時的磷酸鐵鋰電池能量可達230瓦時/公斤。單體動力電池安全性都達到了國標(biāo)的安全性要求，但是在猛酸鋰和三元體系等方而，對安全性的把握控制應(yīng)該更為嚴(yán)格。國內(nèi)的方形鋰離子電池比國外水平更先進，但是在軟包和*”好電池的技術(shù)方而，能量密度上我們與國外相比還有比較大的差距。因此，從整體來看，我們目前關(guān)鍵點在單體電池方面。目前國內(nèi)己經(jīng)形成了完善的鋰電池體系，掌握了動力電池的結(jié)構(gòu)特點、制造工藝、生產(chǎn)技術(shù)等。鋰電池主要市場在美國、歐洲、亞洲，亞洲主要在中國、日本、韓國這三國。現(xiàn)在我國是電池的主要生產(chǎn)國。從企業(yè)實力來看，美國企業(yè)有比較強的研發(fā)設(shè)計能力，日本在生產(chǎn)方而的規(guī)范比較嚴(yán)格，我國在市場份額上超越日木，占據(jù)世界第一位。中國動力電池單體性能指標(biāo)與國外先進技術(shù)差距相對較小，但在高端材料與相關(guān)基礎(chǔ)研究方面，以及一致性、良品率、成組技術(shù)、電池安全性、可靠性和系統(tǒng)管理技術(shù)等方而差距較大。企業(yè)創(chuàng)新能力不強，優(yōu)勢產(chǎn)能不足。這也是我們企業(yè)創(chuàng)新的第一步。到目前為止，中國的鋰離子動力電池供貨量約達16.7億瓦時。同時，我們基木上占據(jù)了國際市場將近50%的市場份額，市場占有率還在不斷進步。目前，國內(nèi)在鋰電材料等方面的問題比較大，主要表現(xiàn)在以下方ffi：一是高端電池材料目前不能自足，低端材料過剩，對材料的生產(chǎn)工藝研究仍有欠缺，材料穩(wěn)定性不足。二是電池設(shè)計仍有一些問題,多組電池還不能滿足需求。三是電池回收規(guī)劃不足、生產(chǎn)設(shè)備水平不高等問題仍存在。單體電池的制造精度、單體溫度特性、溫適應(yīng)等方而與國外企業(yè)還有一定差距。另外，電池企業(yè)制造工藝模仿現(xiàn)象較重,缺少自己的創(chuàng)新能力，我國企業(yè)應(yīng)著重學(xué)習(xí)借鑒西方成熟的經(jīng)驗、裝備制造水平。同時，我們的電池也缺乏一些檢測功能，在數(shù)據(jù)采集的可靠性、SOE精確估算、熱管理、安全管理方面仍顯不足，在連接散熱、保護、使用、維護、充電等方面還需要進一步細化。新階段的攻關(guān)重點《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2022-2022年）》中提出到2022年，鋰動力電池模塊的容量達到350瓦時/公斤，成木降到2.5元/瓦時以下，在《中國制造2025》規(guī)劃中，我們規(guī)定的目標(biāo)是2022年達到350公斤/瓦時，2021年到400瓦時/公斤，2030年達到500瓦時/公斤。在動力電池研發(fā)規(guī)劃上，我們也提出了電池能量密度規(guī)劃，即到2021年達到300瓦時/公斤，成本降到0.8元/瓦時以下。在最新的規(guī)劃中，我們要求電池能量密度達到500瓦時/公斤以上，世界主要國家在這些規(guī)劃目標(biāo)方而基本保持一致。我們預(yù)計，2021年是國內(nèi)鋰電池技術(shù)發(fā)展的第一階段，主要任務(wù)是新型鋰電池的開發(fā)，能量密度的提升，動力電池要實現(xiàn)智能化制造；到2022年，我們要在新型電機技術(shù)方而取得顯著進展，使動力電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與國際先進水平接軌，培養(yǎng)具有較強國際競爭力的大型公司。到2030年，動力電池產(chǎn)業(yè)進入新的發(fā)展階段，電池單體能量的提高，新型材料的應(yīng)用等要達到國際領(lǐng)先水平。未來，高性能、低成木的新型鋰離子電池和新體系電池是新能源汽車動力電池發(fā)展的主要方向。新型鋰離子電池將采用高電壓/高容量正極材料、高容量負極材料和高壓電解液替代現(xiàn)有鋰離子電池材料,電池成木、比能量和能量密度將具有明顯優(yōu)勢，能夠大幅度提升新能源汽車經(jīng)濟性和使用的便利性，還要解決耐久性、環(huán)境適應(yīng)性和安全性等關(guān)鍵問題。未來相當(dāng)長一段時期內(nèi)，中國節(jié)能與新能源汽車將以普及應(yīng)用插電式混合動力汽車、純電動汽車等新能源汽車為主要任務(wù)，迫切期待動力電池降低成本、提高性能。研發(fā)新型鋰離子電池和新體系電池、提升動力電池智能制造水平、完善驗證測試方法和標(biāo)準(zhǔn)體系，既是中國節(jié)能與新能源汽車的發(fā)展需求，也是中國動力電池發(fā)展的關(guān)鍵任務(wù),具有緊迫性。目前，我們按照國家規(guī)劃要求，有步驟地發(fā)展動力電池管理信息系統(tǒng)、電機驅(qū)動系統(tǒng)、燃料電池動力系統(tǒng)、混合動力系統(tǒng)、純電動控制系統(tǒng)等，共同創(chuàng)建從材料、電池到整車的完整產(chǎn)業(yè)鏈，使我們電池的性能和電動汽車都能得到較大提升。因此，我們將在研究核心技術(shù)、人才等六個方而進行布局。一個方面要完善動力電池研發(fā)理念，全方位加強動力電池的基礎(chǔ)性研發(fā)工作，重點做好電池材料體系，包括正極、負極、隔膜、電解液、電池單體模塊和電池系統(tǒng)的研發(fā)。通過研發(fā)，我們可以提高包括電池安全性、操縱性在內(nèi)的所有性能，總體提升電池模組的性能。同時，我們要促進動力電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，促進并加強設(shè)計制造以及系統(tǒng)集成能力。在2021年，我們鋰硫電池的水平是在300瓦時/公斤，單體電池比能量達到200瓦時/公斤，到2