在11月13日成都召开的2014年第二届中国(成都)锂电新能源产业国际高峰论坛上,北京大学教授、本次论坛学术委员会主席其鲁教授做了《车用动力锂电池及其正极材料技术发展研究》的专题报告。

关于微型汽车我们也有一些讨论。山东是微型电动汽车非常发达的区域,上午的信息也表示了,年产量达到十几万辆,问题是政府如何去考虑推动,市场如何去操作。关于这些细节的问题,我就不多说了。总之,在国内外,微型电动汽车的发展是非常快的,给出的电动汽车用电池的方案也应该有所不同。电动汽车的技术,是我们今后要仔细考虑的,要多考虑虑。到目前为止,我们电动汽车是在传统汽车上的一个改造。事实上,这样一个想法,在一个阶段适合中国的国情,但是如果回头想一想,中国的燃油汽车走了30多年的发展历程之后,到今天只有三四流产品的民族品牌,我们为什么做不出好的燃油汽车呢?需要在座的企业家认真考虑这些问题。今后中国的电动汽车的发展,一定要极早做起,一定要大量投入,要在最基本的技术方面多做功课,才能为真正的电动汽车打造出中国新能源产业、新兴制造业发展的好机会并且把握好这个机会。

关于电动车安全性问题,时间关系,我只想说,这个问题是我们以后遇到的最可怕的问题。有些问题在某种情况下是电池导致的,非电池导致的问题也有。但是大家可以想象,当电池燃烧起来的,是高密度的电能载体,里面几乎所有器材是易燃易爆的,电解液在六七十度的空气下会燃烧,负极材料、隔膜材料,里面大量的各种各样的材料里非常可怕。所以电池控制管理不好,电池内部温度升高导致的电池裂开,最后导致燃烧爆炸,这种事情已经出得太多了。所以电动汽车的安全性问题在国内外,目前为止并没有受到人们过多或者高度关注。但是作为电池企业,作为电池材料企业,作为我们的电动汽车,因为到目前为止,没有先例,人们并不知道一辆电动汽车什么情况下会燃烧、会爆炸。另外,今天的传统燃油车,在高速公路上,在城市里面,自然这样的问题也很多。所以,电动汽车的安全性问题,可能是今后几十年或者永久的讨论话题。关于电动汽车电池的问题,我想到今天为止用不着和铅酸电池和镍氢电池比较,这几天的会议大家都会有共同的想法,锂电池是电动汽车今后唯一的,至少五到十年内还没有其它产品有更高的电压、更高的能量密度或者更合适的适应性短内取代锂电池。

锂电池今后的路还有很长,今天的公交车一公里耗电1度多,明年是多少、后年是多少,已经有非常明确的目标。车辆载重对于电池模块也是非常重要的因素,如何从简单的单体电池走向模块,走向整车电池,今后的工作也是非常多的。   

最后我想从电池的问题回到电池材料上,最近我们和国内做电池的厂家做了程度不同的沟通,国内有些厂家锰酸锂电池的稳定性做得都比较好了。所以今天可以说,电动汽车,它的寿命做到五年、七年,从电池的角度是非常有信心的。十万公里也好,十五万公里也好。2008年奥运会结束后,按照当时的结果来看,三年十万公里,完全把这个问题解决了。今天,照着这样的电池来考虑,我想五年十五万公里的目标也应该比较容易解决。

在今天的技术情况下,渐进式锰酸锂电池作为高容量电池,它的寿命深度充放两千次,容量还保持着80%以上意味着什么。按照现在汽车使用的寿命来考虑,保证五年以上或者更长的年头使用,从电池的角度放心去使用。混合动力车电池,也应该是这样的。2007年以前,以锰为中心的多元材料,做过五万次、十万次,模拟三十万次的充放电,所以混合动力车的电池寿命和安全性,我想大家应该放心去考虑。当然了,我指的是生产、品质检验,我们的使用都是在规范化情况的前提下。一个电池在生产过程中,不能严格控制生产过程,如果不能把好质量关,简单说有一些异物进了电池,或者其它原因导致电池出现差异等等,可能都会造成电池出现一些其它问题。

从本质上讲,电池的安全性,导电性是非常重要的一个方面。导电性涉及到什么呢?涉及到电化学性能,涉及到使用环境,涉及到材料问题,涉及到电池的问题。这里面做比较,多元的负荷正极材料的电池,在大功率充放电情况下,它的发热要比和它做比较的这块电池的温度变化小多了。从测量大电流的情况下,电池温度变化的角度来考虑问题,是研究电池安全性非常重要的手段。测量温度对大家来说都是比较简单的,所以制造电池的朋友们一定要考虑一下,我们的电池到底安全性如何,跟使用当中温度变化有密切关系。大量的热量积累,完全会导致电池裂开。电池裂开就意味着可能会燃烧、可能会爆炸。另外,这个导电性的问题,还涉及到常温情况下电化学性能如何的问题。所以我们选择一个好的材料,制作一个好的电池,在常温状态下,要保证它有良好的导电性,优越的充放电性能,在低温、零度、零下二三十度也必须具有良好的电化学性能,这样的电池才能作为车载电池。非常遗憾,和东北的搞电动汽车的朋友们接触过之后,他们讲没有多少人敢把电池拿到东北去做,哈尔滨也好、长春也好,做各种各样的车辆测试,这让他们感到非常为难。

还有一个事情,我在有些场合下讲过几次,在不同状态下电池的安全性和可靠性,是由电池的另一个电化学特性所控制,有着很大关系。大家可以看到,两个电压的标尺是完全不一样的,尤其是作为渐进式锰酸锂电池的对比,所对比的电池它的间隔是非常小的。从SOC的电压变化上可以看到,在电池电动汽车反复充放电的区间,最频繁使用的30%至70%的区域,它的电话写特性表现出来的是电池电压的变化是非常小的。电动汽车如何控制电池呢?如何让电池效率高的输出动力,驱动电动汽车呢?到目前为止是通过电子计算机,各种各样的技术来完成。但是在这种状况下,每支电池的不同电压下,这个差别太小了,导致很容易给我们错误的指令,该充电的时候不充电,该放电的时候不放电。有些朋友问我,为什么他们出厂的时候电池一致性非常好,稳定性非常好,可是用了一个月,用了半年之后,电池容量迅速衰减?我想跟它的电池特性关系密切,希望大家多关注这个问题。

从电池正极材料的角度考虑,我们要做的工作是很多的。大家都知道,从2000年开始,首先以电池的关键材料起家,中国的钴酸锂,从北京工厂国产化第一步实施,锰酸锂、多元化等等。同期的正极材料,充放电曲线的,但是我们自己的工作。通过今天的会议我也了解到,我们很多企业和研究单位都进入到高电压材料领域。我认为,像渐进式掺杂镍的具有渐进式结构的锰酸锂,作为下一代电动汽车的重要发展方向,是值得大家关注的。目前为止我们做了很多工作,我们也做好了把它作为下一代动力电池的准备,适当的时候会进入市场。这个电池有很多特点,目前为止我们解决不了的一些问题它能够解决。但是,隔膜的问题、电解液的问题、使用过程当中的其它问题等也出现了,需要大家共同关注,把这个问题处理好。还有一种材料是更高容量,负荷材料的发展趋势。作为今天讲的三元材料的替代产品,很可能在若干年以后发生,这个电池会出现在市场上。它让今天的高容量电池和高功率电池,都会发生革命性变化。今天上午长安汽车的报告当中,他们的车上的能量密度已经做到了90,利用新材料技术,我想我们很快会突破100,达到120,有可能还会实现150。到那个时候,我们的车载电池会很小。除了正极材料之外,负极材料明天也会有一个很好思路的报告,希望大家关注一下。

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