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动力电池的主要问题与发展方向剖析

动力电池的主要问题与发展方向剖析
动力电池的主要问题与发展方向剖析

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。

以下是摘自名人访谈的关于动力电池的论述

徐大全:装备落后掣肘中国电池发展

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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。

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。

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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。

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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。

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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。

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中国的动力电池我有这么一个认为,一个是电池的技术路线,我认为应该是还是要让市场来决定,就是说让消费者来决定,现在不要因为去谈哪一个电池就好,哪一个电池就不好,因为我们中国毕竟是地大物博,人口众多,有各种各样的消费层,也就是说有上班族的一天要跑20公里以上,根据我们调查一天跑30公里以上的人群占了很大的一部分,昨天有专家讲50公里以内的最多。其实我们调查下来就是30公里以内的特别多。所以说我认为,现在中国的电动车的发展,他这个电池的技术路线,我们主张和提倡在不断的创新,不断的进步的过程中,比如说我们讲铅酸电池,铅电池不像以前的铅电池,原来的铅电池的比能量是20以下的,现在已经是35,40,最高的超级电池的比能量到了每公斤要达到70-80瓦时左右,而且他的使用寿命,原来在循环次数350次左右,现在最好的铅电池的百分之七十的DOD的放电的情况下,像美国这样的达到四千多次,超过了镍氢电池,而且是某种意义上达到了我们锂离子电池这么一个水平。所以说我认为铅电池在我们中国特别是在低速这样的交通方式的应用中,尤为合适。问题在于技术比较成熟,价格比较低廉,安全性非常好,还是可回收再利用,他的国际上的回收再利用,美国达到了98.5%,我们中国目前也可以达到90%左右,所以说任何产业,我认为是只有可循环和再利用,再发展这样一个产业才是可持续的,所以我的观点是说动力电池的技术路线,不要局限于一种电池,我认为铅电池有铅电池的很大的优点,今天在座的,据我了解,今天在座的是低速电动车厂,昨天闻讯赶来参加会议的人比较多,昨天下午赶来的我知道。就是大家很关注这个问题,实际上现在我们昨天专家也讲到了,这个统计资料说明,你像我们有一些省份,你像山东这些,就是说去年整个低速电动汽车已经接近了20万辆。我们做这个电池的人都知道,这个发展的速度很快,所以说这是一个。

那么当然锂离子电池,他肯定是一个发展的方向,我们记得在十年前我们开始想做锂电池的时候,那个时候锂电池的寿命、价格、安全性都有问题,现在这两年看来我们的成本,刚刚专家都讲到了,我们的性价比,我们已经达到了两到三块钱左右,就是铅酸电池的两到三倍了,这是价格大幅度的下降,而且安全性也有大幅度的提高,而且完全符合我们今后中高速的电动汽车的发展,所以这是一个问题,这是我想讲的一个观点,就是说电动汽车的动力电池的技术路线应该由市场决定。

应化1303 朱虹文1502130311

浅析新能源汽车动力电池应用现状与发展趋势

龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/9c14777235.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/9c14777235.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。

电动汽车用动力电池系统安全性设计-0901..

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行业分析报告

2009年新能源汽车电池行业分析? [简介]新能源电动汽车最主要的部件是动力电池、电动机和能量转换控制系统,而动力电池要实现快速充电、安全等高性能,是技术门槛最高、也是利润最集中的部分。中投顾问新能源汽车行业研究员李胜茂指出,新能源汽车对电池要求很高,必须具有高比能量、高比功率、快速充电和深度放电的性能,而且要求成本尽量低、使用寿尽量长。 概述:全球新能源汽车产业发展路径分析 新能源电动汽车最主要的部件是动力电池、电动机和能量转换控制系统,而动力电池要实现快速充电、安全等高性能,是技术门槛最高、也是利润最集中的部分。中投顾问新能源汽车行业研究员李胜茂指出,新能源汽车对电池要求很高,必须具有高比能量、高比功率、快速充电和深度放电的性能,而且要求成本尽量低、使用寿尽量长。 据中投顾问发布的《2009-2012年中国电池行业投资分析及前景预测报告》显示,新能源汽车将朝着“镍氢——锂电——燃料电池”产业化路径发展。短期能够兑现业绩的只有镍氢动力电池,磷酸铁锂电池的不成熟,以及工信部出台的新能源汽车准入新标准也让镍氢电池生产商看到了中短期的希望。不过,3-5年内在锂电池技术成熟后,镍氢电池市场将被锂电池逐渐蚕食。 再者,近年来燃料电池(FC)技术的突飞猛进使得氢能的梦想在21世纪开始变成现实。而以氢为动力的燃料电池汽车(FCV)得到了世界各国政府和企业的高度重视,并且取得了重大进展,预计在未来的5--10年内FCV将正式进人市场,以加氢站、输氢管道建设为标志的“氢经济”初露端倪。 研究发现,日本的锂电池供应商占有较大的优势地位,并已开始着手制定统一的锂电池规格、安全标准、充电方式。而美国为了不让自己由对进口石油的依赖变成对外国锂电池的依赖,也在扶持电动车和锂电池制造企业,美国能源部也于去年批准了

矿用动力电池的现状分析与发展趋势

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)

锂离子电池安全性

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

2020年动力电池行业市场分析报告【调研】

2020年动力电池行业市场分析报告【调研】 2020年2月

目录 1. 动力电池行业概况及市场分析 (6) 1.1 动力电池行业市场规模分析 (6) 1.2 动力电池行业结构分析 (6) 1.3 中国动力电池行业市场驱动因素分析 (7) 1.4 动力电池行业特征分析 (7) 1.5 动力电池行业PEST分析 (8) 2. 动力电池行业政策环境 (10) 2.1 行业政策体系趋于完善 (10) 2.2 一级市场火热,国内专利不断攀升 (11) 2.3 宏观环境下动力电池行业的定位 (12) 2.4 “十三五”期间动力电池建设取得显著业绩 (12) 3. 动力电池产业发展前景 (14) 3.1 中国动力电池行业市场规模前景预测 (14) 3.2 中国动力电池行业市场增长点 (14) 3.3 动力电池进入大面积推广应用阶段 (15) 3.4 政策将会持续利好行业发展 (15) 3.5 细分化产品将会最具优势 (15) 3.6 动力电池产业与互联网等产业融合发展机遇 (16) 3.7 动力电池人才培养市场大、国际合作前景广阔 (17) 3.8 巨头合纵连横,行业集中趋势将更加显著 (18) 3.9 建设上升空间较大,需不断注入活力 (18)

3.10 行业发展需突破创新瓶颈 (19) 4. 动力电池行业竞争分析 (20) 4.1 动力电池行业国内外对比分析 (20) 4.2 中国动力电池行业品牌竞争格局分析 (22) 4.3 中国动力电池行业竞争强度分析 (22) 4.4 初创公司大独角兽领衔 (23) 4.5 上市公司双雄深耕多年 (24) 4.6 互联网巨头综合优势明显 (25) 5. 动力电池行业存在的问题分析 (26) 5.1 政策体系不健全 (26) 5.2 基础工作薄弱 (26) 5.3 地方认识不足,激励作用有限 (26) 5.4 产业结构调整进展缓慢 (26) 5.5 技术相对落后 (27) 5.6 隐私安全问题 (27) 5.7 与用户的互动需不断增强 (28) 5.8 管理效率低 (29) 5.9 盈利点单一 (29) 5.10 过于依赖政府,缺乏主观能动性 (30) 5.11 法律风险 (30) 5.12 供给不足,产业化程度较低 (30) 5.13 人才问题 (31)

波特五力模型分析动力锂电池行业及其战略群组概要

动力锂电池,是以锂离子电池为材料的一种高能量密度电池。磷酸铁锂具有很好的安全性能,因而是目前最理想的动力汽车用锂电正极材料。我国车企推出的纯电动车车型中,动力电池均为锂电池,奇瑞、比亚迪使用的均是磷酸铁锂。磷酸铁锂是引发锂电革命行业的一种新兴材料,是锂电池行业发展的最前沿。 下面将用波特五力模型分析动力锂电池行业: (一新进入者的威胁 新进入者在给行业带来新生产能力、新资源的同时,将希望在已被现有企业瓜分完毕的市场中赢得一席之地,这就有可能会与现有企业发生原材料与市场份额的竞争,最终导致行业中现有企业盈利水平降低,严重的话还有可能危及这些企业的生存。 磷酸铁锂行业有一定的门槛,不是谁来做就会做成功的,尤其是材料领域,技术壁垒很高,可以避免太多的竞争。作为新进入这个产业的企业,选择做材料可能要比做电池更为明智,因为现有的一些锂电池厂商很多,尤其是大厂的地位很难撼动,他们切入到磷酸铁锂电池更具优势。 由于制造动力电池涉及到电芯的组合,必须保证电芯的一致性,这样对电池的生产设备提出了更高更专业的要求,所以设备资金投入很大,一般来说,建设一条磷酸铁锂电芯生产线至少需要5000万元的启动资金。创业企业在进入这一领域有一定的 难度,传统的电池生产企业将具有较大的优势。 (二供应商的议价能力 供方主要通过其提高投入要素价格与降低单位价值质量的能力,来影响行业中现有企业的盈利能力与产品竞争力。 锂离子电池的性能主要取决于正负极材料,其安全性能与循环寿命是其它材料所无法相比的,这些也正是动力电池最重要的技术指标。磷酸铁锂正极材料做出大

容量锂离子电池更易串联使用。以满足电动车频繁充放电的需要。具有无毒、无污染、安全性能好、原材料来源广泛、价格便宜,寿命长等优点。 目前磷酸铁锂材料全球可查的产能是1500吨,如果按照未来5年内年产100万辆电动汽车的需求,每年就需要6万吨磷酸铁锂,潜在的供需缺口非常大,锂电池原材料之一是电解液,电解液约占锂电池成本12%,毛利率约40%,是锂电 产业链中盈利能力较强的环节之一。目前全国产能约 1.8万吨,供需基本平衡。 我国磷酸铁锂原材料丰富,价格低廉,这对于磷酸铁锂产业是一个极大的利好。 (三购买商的议价能力 购买者主要通过其压价与要求提供较高的产品或服务质量的能力,来影响行业中现有企业的盈利能力。 (1目前中国大陆锂电池产业正处于优胜劣汰的发展过程,唯具有技术和品牌优势的厂家,才有机会获得更大的市场空间。 (2电芯生产由于生产工艺和技术相对成熟,在有稳定的正极材料货源情况下,国内大部分锂离子电池厂商均能生产出磷酸铁锂电芯。 (四替代品的威胁 两个处于不同行业中的企业,可能会由于所生产的产品是互为替代品,从而在它们之间产生相互竞争行为,这种源自于替代品的竞争会以各种形式影响行业中现有企业的竞争战略 随着补贴和充电便利性的解决,新能源汽车市场将出现爆发式增长,而随着新能源汽车规模的迅速扩大,对动力电池、电机、电控等的需求也将显著增加,这有望成为未来10年行业增长的核心驱动因素。这其中,动力电池的性能对新能源汽车的发展

动力电池的主要问题与发展方向

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。

锂电池的安全性设计(标准版)

( 安全管理 ) 单位:_________________________ 姓名:_________________________ 日期:_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 锂电池的安全性设计(标准版) Safety management is an important part of production management. Safety and production are in the implementation process

锂电池的安全性设计(标准版) 为了避免因使用不当造成电池过放电或者过充电,在单体锂离子电池内设有三重保护机构。一是采用开关元件,当电池内的温度上升时,它的阻值随之上升,当温度过高时,会自动停止供电;二是选择适当的隔板材料,当温度上升到一定数值时,隔板上的微米级微孔会自动溶解掉,从而使锂离子不能通过,电池内部反应停止;三是设置安全阀(就是电池顶部的放气孔),电池内部压力上升到一定数值时,安全阀自动打开,保证电池的使用安全性。 有时,电池本身虽然有安全控制措施,但是因为某些原因造成控制失灵,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。 一般情况下,锂离子电池储存的总能量和其安全性是成反比的,随着电池容量的增加,电池体积也在增加,其散热性能变差,出事故的可能性将大幅增加。对于手机用锂离子电池,基本要求是发生

安全事故的概率要小于百万分之一,这也是社会公众所能接受的最低标准。而对于大容量锂离子电池,特别是汽车等用大容量锂离子电池,采用强制散热尤为重要。 选择更安全的电极材料,选择锰酸锂材料,在分子结构方面保证了在满电状态,正极的锂离子已经完全嵌入到负极炭孔中,从根本上避免了枝晶的产生。同时锰酸锂稳固的结构,使其氧化性能远远低于钴酸锂,分解温度超过钴酸锂100℃,即使由于外力发生内部短路(针刺),外部短路,过充电时,也完全能够避免了由于析出金属锂引发燃烧、爆炸的危险。 另外,采用锰酸锂材料还可以大幅度降低成本。 提高现有安全控制技术的性能,首先要提高锂离子电池芯的安全性能,这对大容量电池尤为重要。选择热关闭性能好的隔膜,隔膜的作用是在隔离电池正负极的同时,允许锂离子的通过。当温度升高时,在隔膜熔化前进行关闭,从而使内阻上升至2000欧姆,让内部反应停止下来。 当内部压力或温度达到预置的标准时,防爆阀将打开,开始进

2017年新能源汽车动力锂电池行业前景发展分析报告

2017年新能源汽车动力锂电池行业前景发展分析报告2017年1月出版

正文目录 1、动力锂电池产能阶段性过剩,高能量密度三元电池是发展方向 (4) 1.1、磷酸铁锂电池市占率暂时领先,高性能三元电池后来居上 (4) 1.1.1、14-15年国内新能源汽车行业维持高增长 (4) 1.1.2、新能源客车和乘用车对动力电池需求量较大 (5) 1.1.3、磷酸铁锂动力电池装载比例暂具优势 (6) 1.1.4、三元材料动力锂电池能量密度优于磷酸铁锂 (7) 1.2、2020国内动力锂电池需求84GWh,其中三元需求65GWh (8) 1.2.1、预计2017年国内新能源汽车产销量达到66万辆 (8) 1.2.2、预计2017年国内动力锂电池需求量约30GWh (9) 1.3、16年底国内动力锂电池产能估算超过100GWh,其中三元产能约39GWh (12) 1.3.1、动力锂电池产能主要以磷酸铁锂和三元为主 (12) 1.3.2、达到8GWh产能锂电池企业目前仅3家 (12) 1.4、锂电池产能过剩推动行业洗牌,高镍NCM和NCA三元电池迎来发展 (14) 1.4.1、17-18年国内磷酸铁锂和三元锂电池产能均处于过剩 (14) 1.4.2、三元需求仍有增长空间,看好高镍NCM和NCA三元材料电池 (15) 1.5、17年动力锂电池价格下调压力较大,预计毛利率可维持相对稳定 (15) 2、政策护航,引导锂电池行业健康可持续发展 (17) 2.1、新能源汽车补贴政策调整,对电池系统能量密度提出更高要求 (17) 2.1.1、新能源客车补贴退坡较大,能量密度要求提升推动磷酸铁锂电池行业洗牌 (17) 2.2.2、乘用车补贴奖励高能量密度车型,行业向高密度三元锂电发展 (18) 2.2.3、专用车补贴和推广目录落地助力17年销售放量,三元电池需求有望进一步提升 (19) 2.2、新能源汽车相关政策陆续出台,约束和规范行业发展 (20) 3、透过第四、五批新能源汽车目录看动力锂电池行业格局 (22) 3.1、17年1-5批新能源汽车目录需要重新核定,第4、5批参考意义较大 (22) 3.1.1、1-5批《新能源汽车推广应用推荐车型目录》需重新核定 (22) 3.1.2、第4、5批新能源汽车目录对17年目录参考意义预计较大 (23) 3.2、第4、5批目录商用车为主,宁德时代供应车型数量优势明显 (23) 3.2.1、第四、五批目录客车和专用车车型数目较多 (23) 3.2.2、宁德时代总量领先,亿纬锂能、比克电池和远东福斯特三元数量领先 (25) 3.3、客车:前五大电池供应商磷酸铁锂和锰酸锂电池势均力敌 (26) 3.4、乘用车:比亚迪优势仍在,CATL、力神、国轩高科紧随其后 (27) 3.5、专用车:力神、沃特玛、星恒电源、远东福斯特和比克电池领跑 (28) 4、总结:看好三元技术产能领先和下游市占率高的动力电池企业 (30) 5、重点公司 (31) 5.1、亿纬锂能:技术领先、三元产能扩张迅速的锂电池企业 (31) 5.2、国轩高科:产业链上下游积极布局的锂电池龙头 (33) 6、风险提示 (35) 附录 (35) 图表目录

新能源车辆的动力电池组均衡管理系统的发展现状概述

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

动力电池行业品牌企业宁德时代调研分析报告

动力电池行业品牌企业宁德时代调研分析报告

目录 宁德时代该用PE还是EV/EBITDA? (5) 经营性现金流亮眼,现金周期如何演绎? (8) 自我造血伊始,不可低估的利息收入 (13) 远期空间广阔,冉冉升起的锂电巨头 (16) 图表目录 图1:以PE衡量锂电产业链标的估值,宁德时代位于中枢偏上 (5) 图2:以EV/EBITDA衡量锂电产业链标的估值,宁德时代位于中枢偏下 (5) 图3:宁德时代有息负债较少,2019年中有息负债率约15%(亿元) (5) 图4:宁德时代货币资金持续增长,2019年中达到326亿元(亿元) (5) 图5:宁德时代机器设备平均折旧年限不到5年,远低于行业水平 (6) 图6:宁德时代历年归属净利润与当期折旧金额对比(亿元) (6) 图7:2018Q2以来宁德时代经营性现金流净额远大于净利润(亿元) (8) 图8:宁德时代营运资金自2018年以来净减少(亿元) (8) 图9:2018H2以来EV乘用车快速向高级别、长续航升级 (8) 图10:宁德时代、比亚迪几乎垄断高级别车型供应链(2018年数据) (8) 图11:产品差异化逐步凸显,龙头与行业其他企业产能利用率分化 (9) 图12:宁德时代存货中发出商品占比明显提升,库存商品占比相对下降 (9) 图13:宁德时代季度末预收账款持续增长(亿元) (9) 图14:宁德时代季度末应收账款及票据平稳增长(亿元) (9) 图15:宁德时代市场份额持续提升 (9)

图16:宁德时代季度末应付账款及票据逐步抬升(亿元) (9) 图17:宁德时代动力电池产能加速扩张,产能紧缺或将缓解 (10) 图18:美的集团营运资金净变动情况(亿元) (10) 图19:华域汽车营运资金净变动情况(亿元) (10) 图20:宁德时代应收款项周转天数低于其他动力电池公司 (11) 图21:宁德时代应付款项周转天数同样低于其他动力电池公司 (11) 图22:宁德时代存货周转天数明显低于其他动力电池公司 (11) 图23:产业链各环节集中度情况(根据2019Q2产销数据计算) (12) 图24:宁德时代逐步打造自身供应链的产业集群(未完全列示) (12) 图25:2018、2019H1宁德时代经营性现金流净额已经能够覆盖资本开支(亿元) (13) 图26:宁德时代未来几年资本开支估算(亿元) (14) 图27:宁德时代未来几年净利润与折旧估算(亿元) (14) 图28:根据现金流推算的宁德时代货币现金变动(亿元) (15) 图29:宁德时代历年利息收入及测算年化收益率水平 (15) 图30:宁德时代未来几年财务费用预测(亿元) (15) 图31:宁德时代快速实现国内客户的深度绑定以及海外客户突破 (16) 图32:动力电池行业龙头中期盈利、市占率及行业要素分析 (18) 图33:CATL中期毛利率及净利率趋势预测 (18) 表1:宁德时代各类固定资产折旧年限 (6) 表2:公司部分设备折旧年限变更前后对税前利润的边际影响(亿元) (7) 表3:宁德时代已规划及在建项目明细表(亿元) (13)

动力电池市场分析

动力电池市场分析报告 新能源电动汽车最主要的部件是动力电池、电动机和能量转换控制系统,而动力电池要实现快速充电、安全等高性能,是技术门槛最高、也是利润最集中的部分。新能源汽车对电池要求很高,必须具有高比能量、高比功率、快速充电和深度放电的性能,而且要求成本尽量低、使用寿尽量长。 新能源汽车朝着“镍氢——锂电——燃料电池”产业化路径发展。近几年内,在锂电池技术逐步成熟后,镍氢电池市场将被锂电池逐渐蚕食。 一、锂电池现状分析 传统的铅酸电池、镍镉电池和镍氢电池本身技术比较成熟,但它们用在汽车上作为动力电池则存在较大的问题。目前,越来越多的汽车厂家选择采用锂电池作为新能源汽车的动力电池。 锂电池具有以下优点:体积小、质量轻、工作电压高(是镍镉电池、氢镍电池的3倍)、能量大(是氢镍电池的3倍)、循环寿长、自放电率低、无记忆效应、无污染、安全性好等优点。 当前许多知名的汽车制造商都致力于开发动力锂电池汽车,如美国福特、克莱斯勒,日本丰田、三菱、日产、韩国现代、法国Courreges、Ventury等。而国内汽车制造商比亚迪、吉利、奇瑞、力帆、中兴等车企也纷纷在自己的混合动力和纯电动汽车中搭载动力锂电池。 从发展周期看,目前汽车锂电池市场正在走出导入期,开始跨入快速成长期。 二、锂电池生产厂商分析 由于汽车锂电池产业蕴含非常巨大的产值潜力,电动汽车上游的电池材料供应商和下游的汽车厂商对汽车锂电池业务也已窥觑已久。 1、中日美三国汽车锂电池发展情况分析 据德意志银行调研显示,整车企业最愿意与以下10家企业合作开发汽车锂电池:1)Johnson Controls-Saft(美国江森自控和和法国Saft的合资公司);2)A123系统公司(由麻省理工学院、通用电气等投资成立,该公司与大陆集团有合作);3)LG化学(该公司在美国有子公司Compact Power);4) EnerDel(Ener1和德尔福的合资公司);5)AESC(日产和NEC的合资公司);6)PEVE(丰田和松下的合资公司);7)GS汤浅; 8)日立;9)三洋电机;10)三星。 从上面调研中可以发现,目前,日本的锂电池供应商在全球市场中确实占有较大的优势地位。据日本经产省披露,日本力争在2010年将新型锂电池用于下一代电动汽车。丰田、日产汽车及松下电器等相关企业签署协议,合力开发统一规格的新一代汽车锂电池,并计划在2年内实现量产。东芝公司决定,斥资500亿日元开发电动汽车用的锂离子电池,这种高效动力将于两年内进入半商品化生产。 近几年来,我国的汽车锂电池产业,从无到有,从小到大,发展很快,生产能力仅次于日本。中国的锂离子电池产业起步虽晚于日本,但发展非常快,在动力锂离子电池的研发上也投入了大量财力、物力。我国的汽车锂离子电池研发项目一直是国家“863”的重点项目,大部分材料实现了国产化,国内已自建和引进多条生产线,配套材料厂也有多个,均已形成大规模生产,市场竞争激烈,主要是产业投资推动。

2017年中国锂电池行业发展现状及未来发展前景预测

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

浅析动力电池系统国内外发展趋势

浅析动力电池系统国内外发展趋势 常见的动力电池目前在车用动力源方面,主要有四种技术路线:锂离子电池、氢燃料电池、超级电容和铝空气电池。其中锂离子电池、超级电容和氢燃料电池得到广泛的应用,而铝空气电池尚处于实验室研究阶段。能源补给方面,锂离子电池、超级电容适用于纯电动汽车,但是需要外部充电,而氢燃料电池汽车则需要外部氢气加注,铝空气电池则需要补充铝板和电解液。就目前来看,锂离子电池在未来相当长的一段时间内还是要占据主要发展空间的。 国外动力电池产业发展现状当前,日本在锂离子电池领域居技术领先地位,已制订至2030年发展规划,系统地安排研发课题,以维持长期的领先地位,松下、NEC、索尼等著名公司都建有大规模锂离子电池生产线。韩国LG化学供应的锂电池已驱动超过30万辆电动汽车上路,三星SDI也已成为全球主要的动力电池供应商,提供电池给宝马、菲亚特、法拉利等。 几年前奥巴马政府曾通过经济刺激方案,将20亿美元专门用于支持美国车用锂离子电池产业的发展,特斯拉汽车与松下联手正在内华达州兴建投资20亿美元的超级锂离子电池工厂。 美国制定了动力蓄电池研发路线,包括由金属锂、硅合金等材料作为负极,高电压材料、空气、硫作为正极的新体系结构动力电池,以及非锂体系动力电池等。 随着中国新能源汽车产业的快速发展,越来越多的国外动力电池企业在中国投资建厂。三星SDI、LG化学已经分别在中国西安和南京合资建厂投产,松下大连工厂正在建设中,博世和SK也筹划在中国建设动力电池工厂。 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。

磷酸铁锂电池的安全性能研究.docx

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

锂离子电池安全隐患原因和原理[1]

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

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