动力电池现状与发展
2015年01月15日02:16:55
2015年1月13-14日，中国电动汽车百人会(以下简称“百人会”)年度论坛在钓鱼台国宾馆召开，成立于2014年5月的百人会一直备受业内外关注，此次论坛更是被看作一场新能源汽车行业的盛会。论坛就“产业发展新生态”为主题，由百人会闭门会议、高端论坛、以及六个专题论坛组成，发布百人会目前阶段性研究成果，为政府、厂商、专家学者就中国未来新能源汽车发展情况提供一个交流平台。
本次围绕“动力电池的现状与发展”进行平行论坛。本场嘉宾有国联汽车动力电池研究院院长卢世刚、中国工程院院士陈清泉、博世(中国)投资有限公司执行副总裁徐大全、北京理工大学副校长孙鹏春、天津力神电池股份有限公司总裁秦兴才、合肥国轩集团董事长李缜、天能集团董事长张天任。
卢世刚：动力电池产业缺乏协同创新机制
以下为国联汽车动力电池研究院院长卢世刚现场发言。
卢世刚：谢谢董会长，尊敬的各位领导，各位专家，上午好。很高兴代表课题组做这么个发言。按照大会给的题目，我们这个题目叫做动力电池的现状与发展，我想大家都知道，目前在电动汽车里边用的动力电池主要包括镍氢电池、锂离子电池和燃料电池三类化学体系，镍氢电池目前已经很成熟了，在普瑞斯混合动力里面已经广泛使用，当然普瑞斯销售已经达到了七百多万辆，现在我们说的锂离子电池，按照分类有磷酸铁锂(LFP)、锰酸锂(LMO)、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂，后边两个我们叫做三元体系。所以从这个表里可以看到，目前大概锂离子电池从磷酸铁锂已经朝三元的方向转变，单体能量可以达到180。可以看到这个三元材料的电池应该说还有一定的发展空间，极限密度可以达到250甚至是260，这是目前应该说在产业界，大家努力的一个方向。
昨天欧阳老师对燃料电池有一个评述，从2008年应该说燃料电池有一个很大的突破，能量密度达到了每升三千瓦，耐久性达到了一万小时，目前大概主要问题是成本和希望进一步降低。
首先看我们国家的发展现状。我们的判断第一个是基本掌握了车用动力电池的关键技术，我们国家动力电池的开发，和整车基本同步，十五期间开展了镍氢电池，、锰酸锂氧化物锂离子电池、燃料电池的研发，“十一五”期间加大了磷酸铁锂电池研发与产业化，“十二五”期间推进三元材料电池的研发与产业化。目前是处于这样一个阶段。
从技术上来讲，我们国家开发了镍氢电池，锂离子燃料电池，关键技术指标达到了国外同类产品的一个先进水平，目前我们锂电池可以做到系统的比能量800-1000瓦时，比功率可以做到500-100瓦时，循环寿命也能做到突破一千次，使用寿命大概是可以达到五年，成本大概是说可以低于每瓦时三块钱。
第二个从产品层面来看，磷酸铁锂电池已经趋于成熟了，过往来看，我们国家供应电池支撑了产业的发展，目前在大规模示范这一块用的电池基本上都是国产。根据目前工信部发布的新能源汽车推广目录，我们国家车用电池，绝大多数是磷酸铁锂电池，也就是说近两年来，三元材料的动力电池开始在电动汽车上进行示范应用。大家比较清楚的比亚迪的汽车用的是盐酸铁力电池，像上汽，北汽这些电池系统都是磷酸铁锂。一汽奔腾目前是示范
车，他用的电池是168，采用了三元材料。
第三个来说是我们国家建立了比较完善的产业体系，昨天我们听到了2014年我们国家电动汽车的销量大概是8.4万辆左右，如果按照每辆车在20-30，大概应该说我们电池达到了20亿千瓦时以上，销售收入应该超过了50亿元，2015年会超过100亿瓦时。我们国家现在推进动力电池产能建设，估计2015年会超过一百亿千瓦时。第二个我们国家建立了比较完整的产业体系，关键材料、单体电池、电池系统和电池装备、检测仪器等都有一定的生产能力，像北大先行、天津巴莫、北京当省，这是正极材料，负极材料像贝特瑞，杉杉等在国际上还是有一定的竞争力。
从发展趋势上来看，我们全世界的情况来看，第一个是锂离子电池已经成为动力电池的主要方向。目前大家都很清楚，目前日本，美国、欧洲、韩国商业化的电池主要是采用燃料电池。目前混动这一块也是在推动力锂电池的应用。韩国、日本、中国在全球锂电池占主导地位，排序是韩国第一、日本第二，中国第三。
最近三星、LG和SK先后宣布在中国设立合资公司，我们国家主流的车厂也准备在他的自主品牌汽车中采用韩国生产的电池。
第二个特点是我国政府大力支持新一代动力电池的研发，2012年日本实施蓄电战略，提出2020年蓄电池市场要占到世界份额的50%，就是重新夺回世界第一的位置。根据2013年NEDO发
布的技术路线图，他的技术路线在2020之前大概还是以先进的锂离子电池为主，达到实用化，系统的比能量达到250瓦每公斤成本达到1.5元以下，2030年叫做革新电池，能量达到500瓦每公斤，成本达到八毛钱以下。
美国在2013年提出来EV蓝图，提出目标是2022年生产的插电式混合动力的电动汽车使用的电力成本与传统汽车相当，根据2013年发布的技术路线图是2022年下一代电池实现实用化，系统的比能量达到250瓦每公斤，成本降到八毛以下，2013年以后锂离子电池实现实用化。
从新一代锂离子电池来讲主要是在我们国家大概一般的叫做新一代动力电池的研发主要围绕新一代锂离子动力电池和新体系电池。新一代锂离子电池和目前现有的体系不一样，正极材料，负极材料，电极都要发生发生变化，电池比能量可以达到三百瓦每公斤，成本可以达到一块钱以下。这个表里面列了两件事，一个是最近日立公司宣布采用镍系的正极和负极单电池的比能量作330每公斤，寿命有50次，另外是福利蒙基，作为正极，归制作为负极，寿命可以达到100。但是目前这一电池体系的成本和安全有待进一步的验证。
第二类是新体系电池，这一类体系一般的来讲是基于新的化学原理，采用了锂金属或者是其他的金属作为复合材料，包括锂金属，硫电池、锂金属空气电池、锌金属空气电池、铝金属空气电
池。这些电池在历史上应该说做一次电池没有问题，在动力电池领域，在电动汽车领域必须做到二次电池。面临的挑战也很多。
从目前来看，这一类电池都还是处于试验研究的阶段，他的循环，安全、寿命和成本都有待进一步验证安全，从最近几年的情况来看，特别是2014年美国阿贡国家实验室发布的报告，通过对电池系统级的定量分析，提出锂金属/空气电池系统实现商业化的技术风险要明显高于新一代锂离子电池。像离空气电池的技术风险，这个表里面有红色的部分，有正极和负极和整个系统的风险更高一点。
下一代要突破新一代锂离子电池目前大家更关注新材料的应用和技术的问题，最近的网上的消息，最近西班牙Graphenano 公司宣称研制出石墨烯聚合物电池，比能量497Wh/Kg，8分钟内充满电，成本低，根据所报道的技术指标，推测可能是锂硫电池体系。我们反复看了这个体系，根据他的技术指标，像他的电压是2.3伏。
以上的分析我们看到我们国家的产业存在的问题和差距。第一条我们认为我们国家动力电池产业竞争力不强，表现是两个方面，一个是技术的先进性和可靠性竞争力不强，我国磷酸铁锂动力电池产品比能量、高低温特性、可靠性、经济性明显低于国外采用三元材料动力电池的技术水平；韩国在1718之后可能会降到一块钱，一毛五毛钱以下。第二个方面的产品制造装备、工艺
水平、检测验证能力、产品质量和一致性与国外相比较，存在较大差距。这是技术层面上来讲。
第二个从企业来看，企业的规模创新力竞争不强，我国企业数量多，但是大多数的企业的经济规模、盈利能力，研发队伍，研发能力，研发体系和日本和韩国的企业相差甚远。
第二个是新一代动力电池的技术创新能力不强，表现一个是国际专利的数量明显低于发达国家的水平，我们国家发表的论文很多，大概是世界首位，但是专利的申请主要是集中在国内，在美国申请的专利，大概仅为申请专利占美国专利的2%，授权是大概只有1%。在欧洲根本看不到统计的数据。第二个是新材料和关键技术的探索能力强，我国对新一代动力电池的技术研究探索为主要任务，新材料工程研究严重不足，工程化开发能力和集中投入机制没有形成。
第三个是产业协同创新机制没有形成，也是表现在两个方面，一个是技术创新的协同机制没有形成，技术研究集中在高校，科研机构，技术产品和。第二个是产业发展的协同机制没有形成，缺乏动力电池，电池系统和动力电池的产业在技术路线和产品要求，质量体系，电池回收等方面缺乏统一的认识，没有建立产业协同发展的体制和机制。
最后我们有三条建议第一个加快新一代动力电池的研发，按照
我们国家的规划，2020年我们国家的电池比能量达到300瓦时每公斤，大概是六年的时间，所以我们认为国家应该设立新一代动力电池创新专项集中研发和投入，突破新一代锂离子电池和新电池，2020年电池系统比能量达到250Wh/kg、成本下降至1.0元/Wh；新体系电池比能量达到400Wh/kg以上。
第二个是要加强工程能力创新的建设，。一是建设新一代动力电池新材料和关键技术的工程化研究能力，衔接基础研究、工程开发和产品开发；二是建设动力电池产品设计验证能力，把电动汽车技术要求转化为对动力电池、电池系统的设计要求。
第三个是加快推进产业协同创新，政府牵头，行业组织，联合汽车企业、电池企业，一是共同制定动力电池技术路线图，明确阶段性目标和任务，指导我国动力电池产业发展；我们认为这一条很重要，应该说这个任务也很紧迫，应该统一大家的认识。二是共同制定动力电池通用技术规范，明确电池产品的设计、制造、储运、回收要求，促进我国动力电池产业加快发展。
最后简单说一下我们国联的情况，国联是由研究机构、整车企业和制造企业共同组建的独立法人，整车企业有一汽、东风、长安、上汽、广汽、北汽等，制造企业有我们天津力神，研发机构是北京有色金属研究总院，我们已经完成了法人治理结构的建设，按照公司的法律要求组建了董事会、监事会和股东会，我们的董事长是熊柏青，副董事长是我们董会长。
研究的目标当然是希望到2020年电池的新一代锂离子电池体系的突破，电池比能量，系统的比能量达到250瓦时每公斤，2030年新体系电池能够达到实用化，电池的比能量达到500瓦时每公斤。这是我们这个课题的参加单位。
徐大全：装备落后掣肘中国电池发展
徐大全：我是博世中国的执行副总裁，负责汽车业务这一块，电动车非常非常的重要，尤其是对博世，在过去的一百多年中，实际上董理事长一开始说了，过去的130多年历史中，头三十年希望是电动车占优势，一八九几年第一辆人类制造的车，时速百公里也是电动车，接下来的一百年时间里内燃机，未来我们某一
天如果突然变成了电动车，我们国内有十万多人在这个领域里会失业，很重要，博世公司在过去几年时间，每年投资三十个亿的研发，最主要研发费用是放在了电池上。我们谈电池加电机取代发动及现在的角度来说比能量还是不够的。比如说现在我们所说的每公斤两百瓦时，汽油我们简单换算一下考虑所有的热消耗，可能每公斤是将近两千瓦时，中间相差十倍，成本上每瓦时大概是现在两到三块钱，简单的来说要四十度电的车要八到十二万人民币，还是没法和汽油机和柴油机来比较。
所以刚才卢院长也介绍了，很多的新技术出现，未来我们是可能达到实用阶段的，所以这个方面来说，我们公司的一个很大的一步棋，前几年和三星合作，成立了50:50的合作公司，成生产电芯和包装，后来因为两个公司的战略不一致，我们分手了，现在和日本的汤浅一起研发下一代的锂电池，如果达到了指标之后，博世也会投入，进入到这个领域里边，所以这一块对我们来说非常重要。
谈到国内的现状，有很多中国的电池厂也在这里，我不说更多的情况了，唯一一点我觉得在中国，锂电池的一次材料，第二次加工制造的整个的装备，从这个角度来说，我们还是落后于国外的这几大领先的日系的、韩系的企业，所以这个方面有很多需要努力的地方，博世公司作为供应商之一也希望进入这一点。
还有一点想谈一下关于电池包，电池包这一块从安全，管理角度来说非常非常重要，但是现在就是说从现在来看，很多的主机厂，他们都是自己的，或者是和电池厂，合资企业来合作，大概是54%左右的主机厂会采用这种模式，所以这个和电喷工艺状况会有所不同，不是完全由TIV来供，所以这个对我们供应商来说也是一个挑战，我们怎么样和主机厂合作，怎么样实现未来的电动化，很多的挑战愿意和大家一起来探讨这个问题，谢谢。
孙逢春：动力电池核心技术仍待突破
孙逢春：各位领导，很高兴，我不是电池专家，电池说不好，我想20多年搞电动车的开发和运用，对电动车谈几点体会，也是技术问题跟大家做一个探讨，电动汽车来讲是三大系统，一个是车、一个是充电基础设施，还有一个是电网，这个大家很熟悉，另外突破四大瓶颈是电控、电机、电池和充电。电动车电池大家一直说电池我很早就认为是，实际上是两个方面，第一个是属于电池材料和单体电池产品开发的企业，或者是说研究电池本身的问题，现在比如说我们高寒地区实用性的电池就没有那么好。另外是电池的应用问题这二十多年我们也有体会，电池有没有管理，从最早北京的103无轨电池，从没有管理三个月一组电池换掉，到现在已经是48个月了，所以电池的管理我认为对电池的应用也是非常重要。
第二个就是说在北京我的体会比较深，电池供应商，像蒙固力等等，他们希望你充电充到93%，用电用到30%就别用了，用户希望我能充到百分之百，用到5%，我们做了一个试验，电池的充电末端有一个效应，我们如果能够控制得比较好，这阈值控制得比较好，如果没有发散的话，电池的一致性和寿命是能保证的，所以说怎么样控制这个阈值，我觉得对厂家来讲是非常重要，30%可能低了，是不是我们认为用到剩下10%是比较合适的。
当然，还有高寒的问题，我们做的试验，220V的电池到零下25度的时候，充满后放电大概能放40%左右，充电只能充40%左右，放电还好一点，这个上边是充电的我们小电流充电220只能充到118，放电还好一点，低温充电是一个比较大的问题，怎么样在电池里边把电池系统，把充电问题的温度控制做好，这是
非常非常重要的。所以些技术问题也是我们这么多年应用所碰到的现实问题，希望大家能够在这个方面，共同的进步。
再一个是电池箱，包括结构安全，还有电和这个比如说着火的安全等等，还有碰撞的安全，这些方面都有很多的工作要做，我想这是我们电池应用的几个核心的关键技术问题。希望能和大家共勉，谢谢。
秦兴才：动力电池外国芯成行业现状
秦兴才：各位，大家好，借这个机会，讲几个观点，关于中国动力电池的现状与发展，刚才说我们卢总应该讲得比较全面了，我想这里面昨天一天会议也看到了，从习主席也强调了中国的新能源汽车是中国汽车公司从大国走向强国的必由之路，马凯副总理，去年9月25号到力神调研的时候，明确的提出中国电动汽车发展成功的关键是电池，同时提出电池发展的关键是创新，所以说这也提出来，我想我们一个观点是中国的，我们现在可以说在世界上能成为电池的大国，但是我们还不是电池的强国，我们要成为中国，中国成为电池强国，应该成为中国汽车工业走向世界强国的一个重要的组成部分。所以基于这个来讲，国家出台了一系列的新能源汽车，电动汽车发展的一个优惠政策也好，补贴政策也好。但是我想从国家政策的惠及机制上怎么样能够对电
池，包括电池材料和电池设备能有一些惠及。不然的话将来的话，我们中国的汽车，我们走向汽车强国了，我都是装的国外的芯，也很难成为汽车技术强国，所以这是一个观点。
再有一个是提出电池标准的问题，这个标准是什么，现在有用软包装的，软包装的各种尺寸，有用大方形的，也是各种尺寸，也有圆柱形的，各种型号。现在企业上来的生产线，投资规模、程度不高。不能满足投资厂的要求，投资不太大，可能型号没有确定，过两天汽车厂不选择这个型号了，可能就没法生产了。现在咱们国家建议用百人会可以提出来体制可以不一样，我们可以有各种材料的，但是我们的型号，像以前，我五号电池，一号电池几号电池一样我定几个尺寸范围和标准，这样的话推荐给车厂去选择，也推荐给电池厂，你搞产业化按照这个来搞，防止现在
的自动化程度越高，将来的汽车厂不选择这个型号了，可能损失更大。
还有跟我们设备厂联合开发，开发什么样的自动化设备，这是一个标准的，谈一个标准的问题。
谈到第三个观点，就是说我们国家怎么样新一轮电动汽车的发展，国家寄予那么多期望，我们怎么样防止恶性的重复建设。从去年下半年，成为汽车电池的元年，我们动力电池下半年很多受到了供不应求的状况，今年对电池的供应形势也是比较好，会拉动新一轮投资的热情，投资太小了，汽车厂看不上，一点儿也不配套，投资规模太大了我们政策的持续性。
还有一个是，卢总也看到了我们TOP前十家的车厂也都是我们的股东，问他们选择了哪些电池，其中一部分选择了国内的电池以外，大部分是选择了国外的电池。这样的话就是说咱们未来2020年，到2016-2020年的补贴机制，我觉得咱们不能羞羞答答，应该明确。到底是怎么情况下给补贴，什么情况下不给补贴，鼓励开放，鼓励竞争，但是我觉得这个政策明确下来，便于汽车厂好选择。
李缜：动力电池应协同上下游企业共同发展
李缜：尊敬的董扬会长，各位嘉宾，大家上午好，我是合肥国轩的李缜，借这个机会，刚才各位专家发表了讲话，我想谈一点我的观点跟大家分享，第一个我们看一下2014年我们美国硅谷研究院也对美国市场所有的锂离子汽车的运行情况做的调研分析，去年美国整个销售是19710辆电动汽车，其中第一位是日本的聆风，第二位是沃蓝达，18805台，第三位是特斯拉，这些汽车的电池情况是这样的，聆风的汽车大家比较熟悉，电池占了一个结构，大家比较清楚。沃蓝达的汽车电池我不做更多的介绍了。特斯拉的汽车和电池，应该说模组技术应该是最先进的，目前在国际、国内上都是。这是丰田普瑞斯的老款和福特的插电式的电池。以及宝马i3，有两款，电池结构和特斯拉的电池结构基本上相等。
应该说看到美国这些电池企业以后，电动汽车和电池，没有一款电池可以归到市场，中国没有一款好的整电池组，去年我们做了一百台，到美国市场，但是没有正式投放。从这个角度来讲，我们觉得我跟大家分享的第二个问题，我觉得产品是关键。因为我们的市场空间是无限的，国际能源署预测2020年的时候，我们全球汽车销售量当年达到720万辆，我们销售达到2万亿人民币，电池达到六千亿人民币的规模，大家知道我们电池企业去年下半年开始，整个市场空间，销售状况非常好，我们国轩和大家一样，到2015年我们现有的产能电池全部订购完毕。在这种好的市场需求的情况下，我们应该怎么样应对这个市场，我认为我们电池企业要更注重于品质和效率。我们应该改变低成本，低品质，低价值，低价格的恶性循环和低端制造，我们应该适应新常态，高技术，高品质，高效益的发展，从我们电池不能搭载世界一流企业，美国和世界的市场，逐步走向，变成可能。所以我们电池企业要携手共进，把产品做好，做实，把产品做得更优秀，在世界的电池市场份额中占有一席之地是是我们的努力目标。这是第二个关键，产品是关键。
第三个创新是灵魂，如何做好我们的产品，我觉得创新是根本，这是我们国轩的电池技术路线，2010年确定的，到今天为止我们没有改变我们的技术线路。应该说我们希望通过五年，或者是更长一点时间的努力，使我们的电池能够满足我们电动汽车正常的市场需求。
完全和创新，我觉得我们协同是非常重要的，我们始终和我们上下游企业进行紧密的合作，包括和我们的设备制造企业进行了长达八到十年的努力，使我们中国的自主创新的设备能够生产我们的电池，能够给我们的汽车装上好的电池。我们也和我们的贝特瑞等材料企业进行合作，也是我们自己生产的产品，和我们制造的电池能够使中国的电动汽车走向国际市场。
当然我们在创新的基础上，我觉得还有非常重要的一点是合作是基础，这是第四个观点，我们电池企业毕竟是电动汽车的重要的零部件。国轩在发展过程中起步比较早，对于有政府的支持，2009年的时候，在合肥市成立了，所以我们和我们的整车厂进行联合起来，2009年我们和安凯进行一起合作，中国也是世界的首条纯电动的商业化运行的电动公交线30辆。从2010年1月23号正式投放市场到今天的1月23号整整五年时间，五年的结果我们会把这些数据和大家分享，应该说这些，用我们的设备，我们的材料，我们的技术生产我们的汽车，能够稳定的运营了五年时间，在中国，在世界，也是比较前卫的，这是我们和整车厂合作的结果，当然国轩不仅和江淮、安凯等等进行合作，我们和北汽、上汽，东风等等进行一系列的合作。我觉得我们电池制造企业必须仅仅和我们汽车企业进行合作共赢，我们的汽车企业应该支持我们电池企业，不断的创新，不断的自主创新，不断的用我们自己的能力和水平，能够把我们的产品贡献出来，装载我们的芯走向国际市场，这是我们的根本。
最后一个观点，我觉得大家一直在谈一个问题，我们在做电动汽车的过程中，是消耗了很多的能源，其实有一组数据非常简单，我们中国每天消耗的电能是120亿度，我们如果用五千万个电池把这些电储存起来，可以满足5000万辆汽车走一百到两百公里，我们只需要增加一个充电桩而已，不需要更多的投入。我们可以一年节省一亿吨石油，我们可以节省一亿吨石油，因为他被汽车燃烧带来的污染，这个产业应该有巨大的空间。
所以，我们不要讨论过去的对和错，我们也不要评价今天的真和假，我们要为明天的产业去创新，为中国，在汽车电动自动化的征程中为人类的生存和发展做出贡献。
张天任：动力电池的技术路线应由市场决定
张天任：各位，大家好，其实我们讲到电动汽车跟电池，我记得最早提出动力电池的，在全国大范围的提出动力电池，我记得好像是1998年的时候，因为1998年当时中国的电动自行车两起两落的时候，就是因为动力电池不过关，然后电动车也发展不起来，我们1997年，1998年通过开发电池以后，尽管我们不是第一个做，但是我们是第一个批量化，第一个使中国的电池用在动力上，我记得我第一次有动力电池的将年，就是在1998年，在
电动自行车上的使用。通过十几年的努力，我们在电动车上的使用也得到了很大的成功。也就是说当时电动自行车的电池是12伏12安的电池，三个组成一辆车，也就是一组电池能跑20公里，三个月，当时这样的状况，也就是说消费者不接受，这个产业也就发展不起来，这个期间通过了七八年的努力，1998年以后当时我们开发一款电池，没有把握的情况下，最开发，当时我说保六个月，我们跑60公里，结果跑到现在是什么样子，中国的电动自行车电池能跑，一次充电跑60公里以上，然后使用寿命达到两年，是这么一个现状。当时一年是整个中国是5.6万辆电动自行车，现在一年是三千五百万辆电动自行车这个规模，现在全国的保有量已经超过了两亿辆，所以说我对动力电池的概念，我们已经跟他有紧密的接触十多年了。这个过程里我想讲一下关于中国的电动汽车，新能源汽车的动力电池的问题，我有一个观点，就是说中国的新能源汽车的发展，也是大家研究讨论，我们业内人士、专家都研究了这么多年，很多问题也就是说因为电池和管理系统的障碍，我们就是发展的速度一直不尽人意，尽管这两年进步很快，但是总体本来应该说中国新能源汽车，电动汽车在国际上是引以为豪的，没有比国际的水平落后，我在想怎么样我们真正的实现我们与世界同步，我想问题在动力电池上，而且还在管理系统上。
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/816073867.html, 浅析新能源汽车动力电池应用现状与发展趋势 作者：龙曦朱禹 来源：《山东工业技术》2017年第20期 摘要：新能源汽车的三大核心技术包括电池、电控、电机，其中电池相关技术是人们最 为关注、研究投入最大的问题。从上世纪研发出铅酸电池开始，到如今锂离子电池广泛应用于各方各面，在超过一个多世纪的时间里，科研工作者一直在不断地探索试图改进电池的性能。在对传统电池进行改良的同时，科研人员不断尝试新的技术和材料，创造出新型的电池。种种迹象表明，电池技术大改革的时代即将到来，各种新型的、性能优良的电池会渐渐出现在人们的生产生活之中。 关键词：电池技术；新能源汽车；动力电池 DOI：10.16640/https://www.doczj.com/doc/816073867.html,ki.37-1222/t.2017.20.002 国家发改委对新能源汽车做出的定义为：“新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源（或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置），综合车辆的动力控制和驱动；h-面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。”由此可知，“新能源汽车”使用的能源包括太阳能、核能、风能、电能等，即除去常规燃油之外的全部新型汽车能源。在全部新型汽车能源中，电能是目前最为合适的汽车能源，以电力作为动力驱动的汽车成为了新能源汽车研发的主流方向。其中，电力新能源汽车的充电问题成为全球关注的研究重点课题，即动力电池技术。 1 动力电池的应用现状 目前，在新能源汽车上实验的动力电池有以下几种： 1.1 铅酸电池 铅酸电池是一个多世纪前诞生的电池技术，人们普遍认为其技术落后、性能低下，污染环境，在电池技术快速发展的当下，是应当全面淘汰的电池技术。而实际情况却是，在电动车及小型电动汽车领域，铅酸电池的市场占有率达到了惊人的90%，虽然不被看好却被普遍使用。其实，近年来铅酸电池的性能已经得到了提升，能量由20Wh/kg以下提升到了目前的 40Wh/kg左右，循环次数由原来的350次左右，提高到了最高4000多次。另外，铅酸电池还有一大优势，就是可以回收循环利用，在美国，目前的铅酸电池回收率高达98.5%，我国的铅酸电池回收率也达到了90%。总的来说，铅酸电池虽然是上个世纪产生的技术，但随着科技的发展，铅酸电池不断得到改良，所以才能够在市场上如此活跃。
电动汽车用动力锂离子电池系统 安全性设计 拟稿：张建华 2014、7、31
目录 1、序言 2、锂离子电芯安全特性 3、几种锂离子电芯安全特性分析 4、由锂离子电芯组成的电池PACK的安全性特性分析 5、锂离子电池PACK安全性设计 6、结论
一、序言 1、特斯拉电动汽车六次碰触起火事件 7月4日，在一起离奇的盗窃事件中，特斯拉意外成为了主角。一名身份未明的男子7月4日早间盗窃ModelS汽车后，引发警方的高速追逐。该男子随后在西好莱坞撞上多辆汽车，并在撞击路灯后解体成两半，引发电池着火。7月7日，特斯拉表示，该公司将调查在高速追逐中因碰撞而解体成两半，并着火的ModelS汽车残骸。 从2013年下半年开始，特斯拉已经发生了六起起火事件。其中两起是行驶中车辆自燃，两起是碰撞起火，原因是车主驶过路面上的残骸致使电池箱被刺穿后起火，有一起在充电时发生，还有一起原因不明。 1）11月6日，据海外网站报道，一辆特斯拉Model S电动车在美国田纳西州纳什维尔附近再度遭遇起火事故，车头几乎全部烧毁。 2）10月1日，一辆Model S撞上了路中的金属残片引发事故着火燃烧,车辆前部的一块电池包起火。 3）10月18日中旬，在墨西哥，一辆高速行驶特斯拉Model S撞到了一堵混凝土墙，紧接着又撞上了一棵大树，随后起火燃烧。 结论：汽车底盘在受到猛烈冲击变形后会产生着火事故； 底盘受到猛烈冲击类似于挤压和针刺的综合测试。
2、比亚迪e6着火事件 2012年5月26日凌晨3时08分，深圳滨海大道西行侨城东路段发生的一起重大交通事故，让电动汽车的安全问题成为了全世界关注的焦点。当时，一男子载三女驾驶一辆红色日产GT-R跑车，高速撞上两辆同方向行驶的出租车。其中一辆比亚迪E6电动出租车起火燃烧，一名男性出租车司机连同两名女性乘客被困火中当场死亡。 涉及各领域的13名知名专家，包括电动汽车整车及动力系统、部件安全、结构安全、汽车碰撞、电子电气安全、动力电池、汽车交通事故鉴定、火灾调查、材料燃烧特性等专业领域。专家分别来自中国汽车技术研究中心、交通运输部、科学研究院、公安部天津消防研究所、广东省消防总队、北方车辆研究所、S MG等，进行为期70天的调查。 专家组得到的结论是：电池没爆炸，着火起因是e6受到两次严重碰撞，车身后部及电池托盘严重变形、动力电池组和高压配电箱受到严重挤压，导致部分动力电池破损短路、高压配电箱内的高压线路与车体之间形成短路，产生电弧，引燃内饰材料及部分动力电池等可燃物质。e6的动力电池系统在整车上的安装布局、绝缘防护及高压系统等方面设计合理，“整车安全未见设计缺陷”。 结论： 汽车底盘在受到猛烈冲击变形后会产生着火事故； 底盘受到猛烈冲击类似于挤压和针刺的综合测试。
新能源汽车动力电池应用现状及发展趋势 发表时间：2019-03-12T16:17:31.607Z 来源：《电力设备》2018年第27期作者：张玉良 [导读] 摘要：新能源汽车的三大核心技术包括电池、电控、电机,其中电池相关技术是人们最为关注、研究投入最大的问题.从上世纪研发出铅酸电池开始,到如今锂离子电池广泛应用于各方各面,在超过一个多世纪的时间里,科研工作者一直在不断地探索试图改进电池的性能.在对传统电池进行改良的同时,科研人员不断尝试新的技术和材料,创造出新型的电池.种种迹象表明,电池技术大改革的时代即将到来,各种新型的、性能优良的电池会渐渐出现在 （北京昌平 102206） 摘要：新能源汽车的三大核心技术包括电池、电控、电机,其中电池相关技术是人们最为关注、研究投入最大的问题.从上世纪研发出铅酸电池开始,到如今锂离子电池广泛应用于各方各面,在超过一个多世纪的时间里,科研工作者一直在不断地探索试图改进电池的性能.在对传统电池进行改良的同时,科研人员不断尝试新的技术和材料,创造出新型的电池.种种迹象表明,电池技术大改革的时代即将到来,各种新型的、性能优良的电池会渐渐出现在人们的生产生活之中。 关键词：新能源汽车；电池应用；发展趋势 一、国内动力电池产业发展现状 我国的锂离子电池研究项目一直是“863”的重点项目，经过二十多年的持续支持，大部分材料实现了国产化，由追赶期开始向同步发展期过渡，本土总产能居世界第一，支撑了我国新能源汽车的示范推广。 1、正极采用磷酸铁锂材料，负极采用石墨材料，研发的50Ah能量型电池，能量密度达到136.6Wh/kg，功率密度达到1101W/kg；研发的20Ah能量功率兼顾型电池，能量密度达到106.5h/kg，功率密度达到1119W/kg。 2、正极采用尖晶石锰酸锂、镍钴锰三元混合材料，负极采用人造石墨材料，研发的25Ah软包装能量型电池，能量密度达到 162Wh/kg；研发的35Ah能量功率兼顾型电池，能量密度达到135Wh/kg。 3、正极采用镍钴锰三元材料，负极采用天然石墨/人造石墨/中间相碳微球等材料，开发的10、15、20、28、30、45Ah的动力电池，能量密度达到180Wh/kg；开发的2.6Ah18650圆柱形电池，能量密度达到200Wh/kg。 在系统集成技术及能力方面取得较大进展和突破。采用磷酸铁锂材料的动力电池系统的能量密度达到90Wh/kg，采用三元材料（18650圆柱形动力电池）的动力电池系统的能量密度达到110Wh/kg。 在前瞻性技术研究方面，中科院先导计划支持相关研究所研制出能量密度超过300Wh/kg的锂离子电池样品和能量密度超过500Wh/kg的锂硫电池样品，但循环寿命及安全性等性能指标还需进一步提升。 目前，我国已形成了包括关键原材料（正极、负极、隔膜、电解液等）、动力电池、系统集成、示范应用、回收利用、生产装备、基础研发等在内的完善的锂离子动力电池产业链体系，掌握了动力电池的配方设计、结构设计和制造工艺技术，生产线逐步从半自动中试向全自动大规模制造技术过渡。 在产业布局方面，中国形成了珠江三角洲、长江三角洲、中原地区和京津冀区域为主的四大动力电池产业化聚集区域。据统计，目前有近100家动力电池企业开展动力电池的研发及产业化工作，有近1000亿元产业资金投入，形成近40GWh年产能，技术研发、产业化进展显著，有力地支撑了新能源汽车产业的快速发展。 二、发展新能源汽车的意义 1、新能源汽车可使中国实现从汽车大国到汽车强国的转变。 虽然当前世界各主要发达国家和有关汽车公司均在加紧研发此种新型汽车技术并取得长足进展，但总体而言，中国仍基本上与之处在同一个起跑线上，差距不过只有3—5 年，并不像传统内燃机技术一样存在20年的巨大差距。在商用化和产业化方面更是如此，某些方面我们还有一定优势。 2、新能源汽车可继续开辟中国的汽车市场。 中国的汽车产业刚刚发展起来，汽车普及率低，因而在汽车动力系统发展战略选择上有更大的自由度，在新能源汽车研发和产业化方面具有比较优势，推广应用新能源汽车的阻力也会小得多。 三、动力电池的应用现状 1、铅酸电池 铅酸电池是一个多世纪前诞生的电池技术，人们普遍认为其技术落后、性能低下，污染环境，在电池技术快速发展的当下，是应当全面淘汰的电池技术。而实际情况却是，在电动车及小型电动汽车领域，铅酸电池的市场占有率达到了惊人的90%，虽然不被看好却被普遍使用。其实，近年来铅酸电池的性能已经得到了提升，能量由20Wh/kg以下提升到了目前的40Wh/kg左右，循环次数由原来的350次左右，提高到了最高4000多次。另外，铅酸电池还有一大优势，就是可以回收循环利用，在美国，目前的铅酸电池回收率高达98.5%，我国的铅酸电池回收率也达到了90%。总的来说，铅酸电池虽然是上个世纪产生的技术，但随着科技的发展，铅酸电池不断得到改良，所以才能够在市场上如此活跃。 2、镍氢、镍镉电池 镍镉电池作为动力电池的一种，具有良好的大功率放电性能，大多应用于电动工具领域。镍氢电池与镍镉电池相比较，体积比、能量比更高，记忆效应较小。在新能源汽车的研发应用中，锂离子电池的性能明显优于镍镉电池，发展前景也更为广阔，所以大部分厂家都不再使用镍氢、镍镉电池作为汽车能源。就目前的发展趋势来看，镍氢、镍镉电池在新能源汽车领域已经失去了市场。 3、锂离子电池 目前市面上使用最多的新能源汽车电池就是锂离子电池。现在，其比能量达到了150Wh/kg，比功率达到了1 600W/kg，并且，随着科研的进行，其各项性能指标参数还会不断地提高。锂离子电池的电解液可以分为两种，聚合物电解质及液体电解质。目前，聚合物电解质的锂离子电池是研发和市场应用的主流。聚合物成分可以是三元锂、锰酸锂、磷酸铁锂、钴酸锂等，不同聚合物成分的各类电池在性能、安全性、寿命、生产成本方面各有优势，总体性能不相上下。市面上的电动汽车，厂家根据需求不同选择不同的聚合物电池，例如，比亚迪E6主打安全稳定、寿命长，所以选用了磷酸铁锂电池；日产聆风为了在各项性能均衡的前提下降低生产成本，所以选用了锰酸锂电池。
( 安全管理 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 新能源车辆的动力电池组均衡管理系统的发展现状概述(新编Safety management is an important part of production management. Safety and production are in the implementation process
新能源车辆的动力电池组均衡管理系统的发展现状概述(新编版) 新能源车辆的开发和研究已经是时代的主流，其中电动汽车受到了市场越来越多的关注，在电动汽车中，电池系统是重要组成部分，特别是锂电池在交通领域的应用，对于减少温室气体的排放、降低大气污染以及新能源的应用有着重要的意义。目前，电动汽车存在安全性低、寿命段、充电时间长和使用成本高的问题，而电池管理系统作为电池保护和管理的核心部件，作为电池和车辆管理系统以及驾驶者沟通的桥梁，电池管理系统对于电动汽车性能起着越来越关键的作用。本文介绍了电池组均衡管理的技术发展历程、专利申请情况和涉及的主要申请人。 随着能源紧缺、城市环境污染的日益严重，替代石油的新能源在车辆的开发利用被各国政府越来越重视。而动力电池是电动汽车
的核心部件，目前车辆的动力电池存在能量密度低、价格高、寿命短等缺点，而锂电池在使用一段时间以后，电池单体性能差异在整个生命周期内客观存在，直接影响到动力电池组的使用寿命，为此，需要给予动力电池能源控制和管理，使得动力电池性能得到一定的提升。 目前，美国电动车公司生产的特斯拉纯高级电动汽车（Tesla）之所以取得成功，其核心技术就是优异的电池管理技术，采用了两千多块锂电池进行串并联设计，可以维持整个电池包的工作状态以及监控每个电池单元的系统来确保电池的高性能，使得车辆具备稳定的动力性能和优良的安全性能，具有快速充电技术，将充电时间缩短到合理的水平，在电动车领域突破了技术上的瓶颈，取得了成功，实现了从实验室转向批量生产，对汽车行业有着重大突破意义。 电池组均衡管理概述 我国《新能源汽车生产企业及产品准入管理规则》已于2009年7月1日正式实施，其中电动汽车的开发研究已经被纳入重大项目。 目前，电池组在多次充/放电循环后各单体电池出现电压或者电
矿用动力电池的现状分析与发展趋势 【摘要】煤矿井下电池形式多种多样，本文对目前煤矿井下矿用电池现状进行了阐述;随着科学技术的迅速发展，动力电池逐渐成为新兴蓄电池的研究方向，文章通过比较分析几种常见的动力电池，对井下矿用电池的发展趋势提出了展望。 【关键词】矿用电池;动力电池;发展趋势 Abstract：Coal mine battery form should be varied，current status of coal mine underground is described in the article;With the rapid development of science and technology，power battery is becoming the research direction of emerging battery.By compared with several common batteries，paper suggests a prospect of underground mine development trend of battery. Keywords：Coal Battery;Power Battery;Development Trend 引言 矿用电池是适用于煤矿井下特殊环境，满足一定安全技术要求的特殊电池。矿用电池、专用保护电路、其他辅助电路和外壳等部件构成矿用电源。随着电化学理论、电池材料、电池管理保护等技术的不断发展，以及煤矿井下紧急避险设施、电池驱动车辆等新装备的出现，大容量电池供电已成为一个新的趋势。本文分析了目前矿用井下电池的现状，并对井下电池的发展提出了展望。 1.矿用井下电池分类 目前，煤矿井下使用的电池主要有原电池、蓄电池、贮备电池三类。不同类型的电池在性能指标、保护方式、管理要求等方面都有区别。 1.1 原电池 原电池，也称为一次电池，是一种放电后不能用充电方法使其复原的电池。一般包括水溶液电解质原电池和锂原电池两大类。原电池一般由正极（相对不活泼的金属或非金属导体）、负极（活泼性较强金属）、隔膜、电解液和外壳等几部分组成。原电池是一种利用两个电极之间金属性的不同，产生电势差，从而使电子的流动、产生电流的化学电池。负极在放电时流出电子，发生氧化反应，正极在放电时流入电子，发生还原反应。井下常见的原电池类型见表1。 表1 井下设备常用原电池类型 代表字母正极电解质负极标称电压（V）最高开路电压（V）
车用锂离子动力电池系统的安全性剖析 国家大力支持以电动汽车为主的新能源汽车新兴产业。然而以热失控为特征的锂离子电池系统的安全性事故时有发生，困扰着电动汽车的发展。动力电池安全性事故的常见形式及成因是什么？又该采取怎样的防范措施？小编带你一览要点。 1 动力电池安全性问题 锂离子动力电池事故主要表现为因热失控带来的起火燃烧。如表1和图1 所示。 表1 近年发生的锂离子动力电池事故 图1 近年来部分锂离子动力电池事故 锂离子动力电池系统安全性问题表现为3个层次（图2）。 1）电池系统安全性的“演变”。即电池系统长期老化——“演化”（事故1、2、3、5、7）和突发事件造成电池系统损坏——“突变”（事故4、6）。 2）“触发”——锂离子动力电池从正常工作到发生热失控与起火燃烧的转折点。 3）“扩展”——热失控带来的向周围传播的次生危害。
图2 动力电池系统安全性问题的层次 2 动力电池安全性演变 2.1 “演化”与“突变” 电池系统长期老化带来的可靠性降低，演化耗时长，可以通过检测电池系统的老化程度来评估电池系统安全性的变化；相比而言安全性突变难以预测，但是可以通过既有事故的形式来改进电池系统的设计。 2.2 安全性演化机理 电池系统任何部件的老化都可能带来安全事故的触发，如事故1、7。除此之外，电池本身的安全性演化主要表现为内短路的发展。电池内部的金属枝晶生长是造成内短路的主要原因之一。值得一提的是，老化电池的能量密度降低，热失控造成的危害可能会降低；另一方面老化电池更容易发生热失控。 图3 锂离子电池内部金属枝晶的生长与隔膜的刺穿
3 电池安全事故触发 3.1 热失控机理 经过演变过程，电池事故将会进入“触发”阶段。一般在这之后，电池内部的能量将会在瞬间集中释放造成热失控，引发冒烟、起火与爆炸等现象。当然电池安全事故中，也可能不发生热失控，热失控后的电池不一定会同时发生冒烟、起火与爆炸，也可能都不发生，这取决于电池材料发生热失控的机理。 图4、图5与表2展示了某款具有三元正极/PE基质的陶瓷隔膜/石墨负极的25 A·h锂离子动力电池的热失控机理。热失控过程分为了7个阶段。 图4 某款三元锂离子动力电池热失控实验数据（实验仪器为大型加速绝热量热仪，EV-ARC） 图5 某款三元锂离子动力电池热失控不同阶段的机理 表2 某款锂离子动力电池热失控的分阶段特征与机理
纯电动汽车及动力电池发展现状调研 一、纯电动汽车发展现状 所谓纯电动汽车,是指完全由可充电电池作为动力源、以驱动电机及其控制系统驱动行驶的汽车。纯电动汽车（BatterｙEleｃtric Ｖehiｃle，BEＶ)与混合动力汽车（HｙbriｄEｌｅcｔric Ｖehicｌｅ，HEV）和燃料电池汽车（Fuel ＣelｌElｅctric Ｖeｈiｃle,ＦＥV）是目前主要的新能源汽车类型。 １.1 发展纯电动汽车的必要性 (１）促进节能减排。与传统汽车相比，纯电动汽车具有更高的能源利用效率，同时也具有二氧化碳减排的潜力。机动车污染排放是城市空气污染的主要来源之一,20１３年春季北京出现多次大面积雾霾天气,机动车尾气是主要原因之一。在上海,中心城区的主要大气污染物可吸入颗粒物、氮氧化物、挥发性有机物分别有6６%、９0%和26%来自机动车尾气。大力推广纯电动汽车是交通领域实现低碳的最佳方案,纯电动汽车行驶过程中不产生二氧化碳，即使考虑到中国目前电力生产过程中的二氧化碳排放,纯电动汽车仍然具有13%~68%的减排能力。随着我国能源结构和电力生产方式的转变,纯电动汽车必将在未来发挥更大的减排作用。 图１.１传统汽车与纯电动汽车综合能量效率比较(单位:%) (２）降低石油对外依存度。汽车保有量的迅速增加为我国能源安全带来严峻挑战。我国汽车保有量与原油对外依存度变化趋势见图1.２。最新数据显示,截止到２01２年底,中国汽车保有量已达２.4亿辆，与此相对应的是20１2年中国原油对外依存度达到56.4%，创下历史新高。如果不采取措施，“十二五”中将原油依存度控制在61%的计划将很难实现。在此背景下，如何满足未来汽车的能源需求，是关系到我国能源安全的关键问题。电动汽车由于其电力来源多样化，不仅更加适合中国以煤炭为主的资源禀赋,而且能够与中国大力发展可再生能源
首先看我们国家的发展现状。我们的判断第一个是基本掌握了车用动力电池的关键技术，我们国家动力电池的开发，和整车基本同步，十五期间开展了镍氢电池，、锰酸锂氧化物锂离子电池、燃料电池的研发，"十一五"期间加大了磷酸铁锂电池研发与产业化，"十二五"期间推进三元材料电池的研发与产业化。目前是处于这样一个阶段。 从技术上来讲，我们国家开发了镍氢电池，锂离子燃料电池，关键技术指标达到了国外同类产品的一个先进水平，目前我们锂电池可以做到系统的比能量800-1000瓦时，比功率可以做到500-100瓦时，循环寿命也能做到突破一千次，使用寿命大概是可以达到五年，成本大概是说可以低于每瓦时三块钱。 第二个从产品层面来看，磷酸铁锂电池已经趋于成熟了，过往来看，我们国家供应电池支撑了产业的发展，目前在大规模示范这一块用的电池基本上都是国产。根据目前工信部发布的新能源汽车推广目录，我们国家车用电池，绝大多数是磷酸铁锂电池，也就是说近两年来，三元材料的动力电池开始在电动汽车上进行示范应用。大家比较清楚的比亚迪的汽车用的是盐酸铁力电池，像上汽，北汽这些电池系统都是磷酸铁锂。一汽奔腾目前是示范车，他用的电池是168，采用了三元材料。 第三个来说是我们国家建立了比较完善的产业体系，昨天我们听到了2014年我们国家电动汽车的销量大概是8.4万辆左右，如果按照每辆车在20-30，大概应该说我们电池达到了20亿千瓦时以上，销售收入应该超过了50亿元，2015年会超过100亿瓦时。我们国家现在推进动力电池产能建设，估计2015年会超过一百亿千瓦时。第二个我们国家建立了比较完整的产业体系，关键材料、单体电池、电池系统和电池装备、检测仪器等都有一定的生产能力，像北大先行、天津巴莫、北京当省，这是正极材料，负极材料像贝特瑞，杉杉等在国际上还是有一定的竞争力。 从发展趋势上来看，我们全世界的情况来看，第一个是锂离子电池已经成为动力电池的主要方向。目前大家都很清楚，目前日本，美国、欧洲、韩国商业化的电池主要是采用燃料电池。目前混动这一块也是在推动力锂电池的应用。韩国、日本、中国在全球锂电池占主导地位，排序是韩国第一、日本第二，中国第三。 最近三星、LG和SK先后宣布在中国设立合资公司，我们国家主流的车厂也准备在他的自主品牌汽车中采用韩国生产的电池。 第二个特点是我国政府大力支持新一代动力电池的研发，2012年日本实施蓄电战略，提出2020年蓄电池市场要占到世界份额的50%，就是重新夺回世界第一的位置。根据2013年NEDO发布的技术路线图，他的技术路线在2020之前大概还是以先进的锂离子电池为主，达到实用化，系统的比能量达到250瓦每公斤成本达到1.5元以下，2030年叫做革新电池，能量达到500瓦每公斤，成本达到八毛钱以下。 美国在2013年提出来EV蓝图，提出目标是2022年生产的插电式混合动力的电动汽车使用的电力成本与传统汽车相当，根据2013年发布的技术路线图是2022年下一代电池实现实用化，系统的比能量达到250瓦每公斤，成本降到八毛以下，2013年以后锂离子电池实现实用化。 从新一代锂离子电池来讲主要是在我们国家大概一般的叫做新一代动力电池的研发主要围绕新一代锂离子动力电池和新体系电池。新一代锂离子电池和目前现有的体系不一样，正极材料，负极材料，电极都要发生发生变化，电池比能量可以达到三百瓦每公斤，成本可以达到一块钱以下。这个表里面列了两件事，一个是最近日立公司宣布采用镍系的正极和负极单电池的比能量作330每公斤，寿命有50次，另外是福利蒙基，作为正极，归制作为负极，寿命可以达到100。但是目前这一电池体系的成本和安全有待进一步的验证。
锂电池行业发展现状及未来发展前景预测 公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-
2017年中国锂离子电池行业发展现状分析及未来发展前景预测 核心提示：全球锂离子电池行业呈现三国鼎立的竞争格局。由于整个二次电池的产业链几乎已经转移至亚洲，在中国、日本、韩国相继扩大生产的背景下， 2016 年中国、韩国、日本三国占据了全球锂电池电芯产值总量的 98.11%。三国的竞争策略各不相同。日本竞争全球锂离子电池行业呈现三国鼎立的竞争格局。由于整个二次电池的产业链几乎已经转移至亚洲，在中国、日本、韩国相继扩大生产的背景下， 2016 年中国、韩国、日本三国占据了全球锂电池电芯产值总量的 98.11%。三国的竞争策略各不相同。日本竞争策略上关注技术领先。韩国更偏重于消费型锂离子电池的发展。中国锂离子电池市场规模在全球市场的份额呈现逐年上升的态势。 2010-2020 年中国及全球锂电产值 数据来源：公开资料整理国内锂离子电池市场的发展处于行业的高速增长期。 2010 年至2016 年我国锂离子电池下游应用占比呈现消费型电池占比逐年下降、动力类占比逐年提升的格局。 2016 年受消费电子产品增速趋缓以及电动汽车迅猛发展影响，我国锂离子电池行业发展呈现出“一快一慢”新常态。 2016 年，我国电动汽车产量达到 51.7 万辆，带动我国动力电池产量达到 33.0GWh，同比增长 65.83%。随着储能电站建设步伐加快，锂
离子电池在移动通信基站储能电池领域逐步推广， 2016 年储能型锂离子电池的应用占比达到 4.94%。 2010-2016 年我国锂离子电池下游应用占比 数据来源：公开资料整理业务发展方向契合政策，发展前景良好。我国锂离子电池材料及设备行业平均利润水平总体上呈现平稳波动态势，在不同应用领域及细分市场行业利润水平存在差异。一般而言，在低端负极产品和涂布机领域，门槛低，竞争充分，利润水平相对较低。而中高端负极材料、涂布机以及新兴的涂覆隔膜、铝塑包装膜，产品技术含量高，在研发、工艺改善、客户积累、资金投入等方面进入壁垒较高，附加价值较高，优质企业能够在该领域获得较好的利润率水平。 全球负极材料产业集中度极高，江西紫宸全球份额持续提升。目前锂离子电池负极材料生产企业主要在中国和日本，两国总量占全球负极材料产销量 90%以上。负极材料产品市场呈现出明显的寡头垄断格局。2015 年前五强贝特瑞、日立化成、江西紫宸、上海杉杉、三菱化学的全球市场份额分别是20%、18%、13%、10%、7%，全球前五大企业市场份额合计占比为 68%。江西紫宸 2016 年全球份额提升至 10.5%，国内份额提升至 14.8%，预计 2017 年份额维持提升趋势。江西紫宸国内排名前三，行业集中度有望进一步提高。目前国内锂电池负极材料生产企业中：贝特瑞、杉杉科技、江西紫宸为行业前三名，处于行业领先地位。
安全管理编号：LX-FS-A95831 新能源车辆的动力电池组均衡管理系统的发展现状概述 In the daily work environment, plan the important work to be done in the future, and require the personnel to jointly abide by the corresponding procedures and code of conduct, so that the overall behavior or activity reaches the specified standard 编写：_________________________ 审批：_________________________ 时间：________年_____月_____日 A4打印/ 新修订/ 完整/ 内容可编辑
新能源车辆的动力电池组均衡管理系统的发展现状概述 使用说明：本安全管理资料适用于日常工作环境中对安全相关工作进行具有统筹性，导向性的规划，并要求相关人员共同遵守对应的办事规程与行动准则，使整体行为或活动达到或超越规定的标准。资料内容可按真实状况进行条款调整，套用时请仔细阅读。 新能源车辆的开发和研究已经是时代的主流，其中电动汽车受到了市场越来越多的关注，在电动汽车中，电池系统是重要组成部分，特别是锂电池在交通领域的应用，对于减少温室气体的排放、降低大气污染以及新能源的应用有着重要的意义。目前，电动汽车存在安全性低、寿命段、充电时间长和使用成本高的问题，而电池管理系统作为电池保护和管理的核心部件，作为电池和车辆管理系统以及驾驶者沟通的桥梁，电池管理系统对于电动汽车性能起着越来越关键的作用。本文介绍了电池组均衡管理的技术发展历
2017年中国锂离子电池行业发展现状分析及未来发展前景预测 核心提示：全球锂离子电池行业呈现三国鼎立的竞争格局。由于整个二次电池的产业链几乎已经转移至亚洲，在中国、日本、韩国相继扩大生产的背景下，2016年中国、韩国、日本三国占据了全球锂电池电芯产值总量的98.11%。三国的竞争策略各不相同。日本竞争 全球锂离子电池行业呈现三国鼎立的竞争格局。由于整个二次电池的产业链几乎已经转移至亚洲，在中国、日本、韩国相继扩大生产的背景下，2016年中国、韩国、日本三国占据了全球锂电池电芯产值总量的98.11%。三国的竞争策略各不相同。日本竞争策略上关注技术领先。韩国更偏重于消费型锂离子电池的发展。中国锂离子电池市场规模在全球市场的份额呈现逐年上升的态势。 2010-2020年中国及全球锂电产值 数据来源：公开资料整理 国内锂离子电池市场的发展处于行业的高速增长期。2010年至2016年我国锂离子电池下游应用占比呈现消费型电池占比逐年下降、动力类占比逐年提升的格局。2016年受消费电子产品增速趋缓以及电动汽车迅猛发展影响，我国锂离子电池行业发展呈现出“一快一慢”新常态。2016年，我国电动汽车产量达到51.7万辆，带动我国动力电池产量达到33.0GWh，同比增长65.83%。随着储能电站建设步伐加快，锂离子电池在移动通信基站储能电池领域逐步推广，2016年储能型锂离子电池的应用占比达到4.94%。 2010-2016年我国锂离子电池下游应用占比 数据来源：公开资料整理 业务发展方向契合政策，发展前景良好。我国锂离子电池材料及设备行业平均利润水平总体上呈现平稳波动态势，在不同应用领域及细分市场行业利润水平存在差异。一般而言，在低端负极产品和涂布机领域，门槛低，竞争充分，利润水平相对较低。而中高端负极材料、涂布机以及新兴的涂覆隔膜、铝塑包装膜，产品技术含量高，在研发、工艺改善、客户积累、资金投入等方面进入壁垒较高，附加价值较高，优质企业能够在该领域获得较好的利润率水平。 全球负极材料产业集中度极高，江西紫宸全球份额持续提升。目前锂离子电池负极材料生产企业主要在中国和日本，两国总量占全球负极材料产销量90%以上。负极材料产品市场呈现出明显的寡头垄断格局。2015年前五强贝特瑞、日立化成、江西紫宸、上海杉杉、三菱化学的全球市场份额分别是20%、18%、13%、10%、7%，全球前五大企业市场份额合计占比为68%。江西紫宸2016年全球份额提升至10.5%，国内份额提升至14.8%，预计2017年
磷酸铁锂电池的安全性能研究 电动车应用最基本的要求是保证安全。电池的安全性归根到底体现的是温度问题。任何安全性问题最终的结果就是温度升高直至失控，直至出现安全事故。电池的安全性检测通常包括过充电、过放电、穿刺、挤压、跌落、加热、短路等，在这些情况下，会引起电池温度上升或部分区域温度过高，达到某一底限温度值，大量的热产生由于不能及时被消散引发一系列放热副反应，从而出现热失控。热失控一旦被引发就完全不能停止，直到所有反应物被完全地消耗，在大多数情况下导致电池的破裂，随之伴有火焰和浓烟，有时甚至是电池的爆炸。在锂电池当中，公认的以LiFePO4为正极材料的锂电池具有最好的安全性能。主要是由于LiFePO4在高温条件下的氧保持能力好，即使在超过500℃的高温也不会失氧，比钴酸锂、锰酸锂及三元材料等药高得多。但在滥用条件下，即使LiFePO4为正极的锂电池，也会出现安全性问题。本文主要研究和分析不同的安全性检测条件对磷酸铁锂电池的安全性能检测结果的影响。 安全性问题最终的反映是热量累积或能量短时释放引起的温度迅速升高出现失控。在电池滥用过程中，产生热的原因有以下几个方面：（1）负极SEI膜的分解；（2）负极与电解质的反应；（3）电解液的热分解；（4）电解液在正极的氧化反应；（5）正极的热分解；（6）负极的热分解；（7）隔膜的溶解以及引起的内部短路。电池抵抗各种滥用的能力主要取决于产热和散热的相对速度。当电池的散热速度低于产热速度时，它可能会遭受热失控。 1. 测试对象与设备 2. 试验 3. 结果与分析 3.1过充电 锂离子电池在充电时发生式(1)所示的反应，Li 不完全脱出，生成物为 LiFePO4和 FePO4。LiFePO4—— LiFePO4+ FePO4+ Li +xe 电池过充时，Li+大量脱出，生成的 FePO4增多，引起较大的极化电阻和极化电势，使电池的电压快速升高；过多的锂脱出，极片上的粘结剂被破坏，使正极膏片从集流体上脱离，出现大面积掉膏，脱出的 Li 聚集在负极片上，形成点状白点；电池正极附近的高氧化氛围引起电解液氧化分解使过充电池剩余的电解液较少，电解液分解产生更多的热量和气体，使电池鼓胀加剧，爆炸的可能性加大；LiFePO4在过充时发生了不可逆分解，有氧气和含 Fe 的
安全隐患 锂离子电池的安全性问题，不仅与池材料本身性质有关，而且与电池制备技术和使用有关。手机电池频频发生爆炸事件，一方面是由于保护电路失效，但更重要的是在于材料方面并没有根本的解决问题。钴酸锂正极活性材料在小电芯方面是很成熟的体系，但是充满电后，仍旧有大量的锂离子留在正极，当过充时，残留在正极的锂离子将会涌向负极，在负极上形成枝晶是采用钴酸锂材料的电池过充时必然的结果，甚至在正常充放电过程中，也有可能会有多余的锂离子游离到负极形成枝晶，钴酸锂材料的理论比能量是超过每克270 毫安时的，但为保证其循环性能，实际使用容量只有理论容量的一半。在使用过程中，由于某种原因（如管理系统损坏）而导致电池充电电压过高，正极中剩余的一部分锂就会脱出，经电解液到负极表面以金属锂的形式沉积形成枝晶。枝晶刺穿隔膜，形成内部短路。电解液的主要成分为碳酸酯，闪点很低，沸点也较低，在一定条件下会燃烧甚至爆炸。如电池出现过热，会导致电解液中的碳酸酯被氧化和还原，产生大量气体和更多的热，如缺少安全阀或者气体来不及通过安全阀释放，电池内压便会急剧上升而引起爆炸。 聚合物电解质锂离子电池并没有从根本上解决安全性问题，同样使用钴酸锂和有机电解液，而且电解液为胶状，不易泄漏，将会发生更猛烈的燃烧，燃烧是聚合物电池安全性最大的问题。在使用方面也存在一些问题，电池发生外部短路或内部短路将产生几百安培的过大电流。外部短路时电池瞬间大电流放电，在内阻上消耗大量能量，产生巨大热量。内部短路形成大电流，温度上升导致隔膜熔化，短路面积扩大，进而形成恶性循环。锂离子电池为达到单只电芯 3～4.2V 的高工作电压，必须采取分解电压大于2V 的有机电解液，而采用有机电解液在大电流、高温的条件下会被电解，电解产生气体，导致内部压力升高，严重会冲破壳体。过充可能会析出金属锂，在壳体破裂的情况下，与空气直接接触，导致燃烧，同时引燃电解液，发生强烈火焰，气体急速膨胀，发生爆炸。另外，对于手机锂离子电池，由于使用不当，如挤压、冲击和进水等导致电池膨胀、变形和开裂等，这些都会导致电池短路，在放电或充电过程放热引起爆炸。 安全性设计
中国锂电池产业策略 ——跟踪国外先进技术，制定国内统一标准强化知识产权保护 “锂电池产业与智能电网等新能源和新能源汽车这两大战略型新兴产业关系密切，中国政府将加快出台发展规划和政策支持细则，并鼓励民间创新型高科技企业担当研发生力军。另外，将从财税和信贷等方面给予支持，尤其是向中小型企业倾斜信贷政策。”中国国家信息中心首席经济师范剑平在7月29～30日于深圳举行的“2010锂离子电池新材料国际论坛”上，从宏观政策方面阐述了中国锂电池产业的发展方向。 图1 中国国家信息中心首席经济师范剑平 范剑平还指出，政府推进锂电池产业的发展，重点将关注三个方面的问题：一、跟踪跨国公司最新动向，选择正确的、有希望成为未来主流方向的技术，组织力量进行联合攻关。二、尽快解决中国实用技术标准问题，形成联合攻关和成果共享的统一标准，为产业化应用创造基本条件。三、建立中国高标准知识产权保护体系。 专利问题困扰中国企业 上面第三点关于知识产权保护的问题引起了出席本论坛专业人士的强烈共鸣。台湾立凯电能科技的杨智伟用“专利：中国消失的一块拼图”来形容他对中国目前专利市场现状的担忧。他表示，其实，对于知识产权问题，中国电池产业长期以来一直面临国外专利的商业阻碍以及技术垄断的干扰。 例如，早在2000年，中国镍氢电池企业就曾受到美国Ovonic公司在专利侵权方面的指控。包括比亚迪、乐凯、沈阳三普、南海新力和深圳三俊等8家中国电池公司向Ovonic缴纳了大笔专利许可费。 2003年7月，索尼在北京对比亚迪提出锂电池专利诉讼。目前，比亚迪每年用于相关事件的法律开支大约在100万美元。 2008年7月，3M对索尼、索尼电子、联想、联想美国、日立、松下等11家公司进行了电池专利技术方面的起诉。 因此，中国相关管理部门和企业应该在电池专利方面给予更多重视，尤其是电池外销的企业，应尽可能多地掌握知识产权方面的法律知识，保护自身的权益，以免受到巨额专利授权费的伤害。 另一方面，截至2010年7月29日，中国关于磷酸铁锂电池的专利有201个，包括材料组成专利24个，材料工艺专利177个。从2003年到2010年，中国企业在这方面的专利申请数量一直在上升。但从2005年起，最终核准件数与实际申请件数的比率反而呈现出持续下降的趋势。 针对上述情况，杨智伟指出，企业要注意专利申请的盲目性问题，因为专利数量多少并不能完全代表一个企业
当代化工研究Modern Chemical R esearch 5 2019?10行业动态 新矣旨源汽车动力电池研究进展与展望 *姚乐靖 （艾青中学浙江321000） 摘耍：伴随着社会的进步，为保护环境、减少污染、开发清洁能源，发展来源丰富、环保节能的新能源汽车引起了各国的重视与研究.而开发环境友好、性能优越的动力电池是有效发展新能源汽车、提升其应用价值与前景的核心问题.本文通过对新能源汽车进行简单介绍，简要分析新能源汽车动力电池餉发展过程及各类动力电池的工作原理，并从电池性能、循环使用寿命、材料与成本等方面对各类动力电池特点与发展前景进行简要总结，对不同类型电池优势及目前存在的问题进行评述，对未来新能源汽车动力电池的发展提出前景展望与建议. 关键词：新能源汽车；动力电池；锂离子电池；应用 中图分类号：T文献标识码：A Research Progress and Prospect of Power Batteries of New Energy Vehicle Yao Lejing (Aiqing High School,Zhejiang,321000) Abstracts Along with the progress of society,in order to protect the environment,reduce pollution,develop clean energy,develop new energy vehicles with abundant sources,environmental protection and energy saving has attracted the attention and research of various countries. The development of p ower batteries with environmental production and superior performance is the core issue to effectively develop new energy vehicles and enhance their application value and prospects.This paper briefly introduces new energy vehicles,briefly analyses the development process of p ower batteries of n ew energy vehicle and the working principle of v arious power batteries,and briefly summarizes the characteristics and development p rospects of v arious power batteries f rom the aspects of b attery performance,cycle life,material and cost.This paper reviews the advantages and existing p roblems of d ifferent types of b atteries,and p uts f orward p rospects and suggestions f or the f uture development of n ew energy automotive p ower batteries. Key words i new energy vehicle^po^ver battery^lithium ion battery；application 1.前言 近年来由于环境污染和能源短缺问题的加剧，发展和利用不同类型的新型清洁能源，以替代不可再生的化石燃料及缓解环境污染问题引起了人们的广泛关注和研究。在各国政策的鼓励下，新能源汽车凭借其高能源利用率、低排放等优势迅速发展起来。按照中华人民共和国国家发展与改革委员会公告定义，新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源（或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置），综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车切。而动力电池作为新能源汽车的重要组成部分，对新能源汽车的发展和应用起着至关重要的作用。如何开发和研究具有更高性能、更低成本的动力电池是推动新能源汽车实现更广泛市场化的重点问题之一。从材料易得的铅酸蓄电池，到容量较高的银氢电池，再到高性能的锂离子电池和燃料电池，动力电池的制备技术与性能提升方法不断地被研究升级，但是由于材料和技术等方面的不足，新能源汽车动力电池在性能的发挥和实用上还无法完全取代化石燃料。本文通过对不同类型的新能源汽车动力电池的介绍，从电池类型与结构、电池性能、循环使用寿命、材料与成本等角度分析其特点与优劣势，为设计与发展更高性能的动力电池提供建议。 2.新能源汽车的发展现状 新能源汽车主要分成纯电动汽车、混合动力汽车两大类。近几年我国在新能源汽车发展的方面已经有了很大的进步，诸多技术等已经有了巨大的突破，但在新能源汽车不断发展的过程中，一些问题不断的暴露出来，具体有以下几点：（1）新能源汽车产业发展战略不明确。（2）新能源汽车核心技术水平仍然不高。（3）政策依赖明显，用车环境有待提升孔 纯电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶的车辆⑷。蓄电池是其唯一动力来源。纯电动汽车由于完全摆脱了对化石能源的依赖，对环境的污染较小，而且噪音小、结构简单、维修方便。但是纯电动汽车在高能量、低成本、长寿命以及安全性等方面具有较高的要求且存在需要改进提高的地方。混合动力汽车是指使用一种或多种动力源的车辆闻。混合动力汽车一般都是由内燃机和电动机组成，电力与化石燃料的结合即对环境有了一定的保护，又不影响汽车的使用，使其相对于纯电动汽车来说经济性和适应性更加强。我国现在更加注重混合动力汽车的发展，在不久的将来混合动力汽车会成为主流。 3.新能源汽车动力电池研究现状 根据汽车所用动力来源的不同，新能源汽车动力电池主要可以分为两大类，即蓄电池和燃料电池。应用在电动汽车上的储能技术主要是电化学储能技术，即铅酸、银氢、锂离子电池等储能技术。燃料电池主要利用氢能源的热值高、无副产物、环保等优势。近几年这些不同类型动力电池技术随着研究力度的增大都有了较大的提高，我们主要从电池原理技术、能量密度等电池性能、循环稳定性、成本和市场化等角度进行分析。 ⑴蓄电池 ① 铅酸蓄电池 铅酸蓄电池是目前新能源汽车中使用较为广泛的动力电