到2020年,中国车用动力电池市场规模将达到数千亿元人民币,储能电池的市场规模预期会更大。

中国科学院物理所研究员、博士生导师黄学杰

中国科学院物理所研究员、博士生导师黄学杰预测并坚信锂离子电池市场将会是一个金矿:到2020年,中国车用动力电池市场规模将达到数千亿元人民币,储能电池的市场规模预期会更大。

国外著名市场研究公司发布的研究报告指出,如果今后数年全球油价依旧徘徊在高位状态,2010年美国市场出售的轿车中5%—6%将会是混合动力汽车。有更大胆的预测则说,2015年整个汽车市场的80%市场份额将会被混合动力汽车所占据。另外,虽然目前仅有10多款车型亮相,但著名的汽车预测机构J.PPower则指出,到2011年将会有至少35款HEV车型可供消费者选择。

自1997年丰田公司率先量产全球首款混合动力汽车车型Prius后,本田公司也于1999年推出了Civic,欧美厂商则相对慢了一步。而先发优势也使丰田公司占尽先机,截至2005年底,Prius已经累积销售超过45万辆,丰田也因此占据了全球混合动力汽车市场近90%的份额。 除了节能省油,环境效益是混合动力汽车带来的另一大优势。混合动力汽车在刹车、加速、减速时,可以节省大量燃油,并同时减少城市废气排放。

发展电动汽车,需要高可靠性和低成本的电池,以前的一个怪圈是,动力电池生产没形成规模,成本高,可靠性差,电动车厂家不愿意用,电池厂家的产品卖不出去,就不可能扩大生产规模和通过大量生产提升产品的稳定性和可靠性,电池价格就会居高不下,也谈不上产品的可靠性和稳定性。

与日本有了成熟的电动汽车市场相比,前些年中国的动力电池产业发展面临一个很大的困难。但中国的巨大的电动自行车市场给锂离子动力电池产业的发展带来了天赐良机。“每年两千多万辆电动自行车的销售量,对整个电动车行业是一个巨大的推动。”黄学杰说,“有更多的老百姓骑电动自行车,就支持了动力电池这一行业,增加了产品的需求,生产和技术水平越来越高,产业规模越来越大,产品的稳定性和可靠性就会大幅度提高,成本也会很快地降下来。” 黄学杰戏言:“中国四个轱辘的电动汽车是靠两个轱辘的电动自行车扛起来的。日本电动汽车的发展道路有雄厚的技术基础和市场支撑,而我们可以依靠两个轱辘的市场来提升给四个轱辘用的电池的水平。”

一个可以佐证的事实是,随着电动自行车电池批量化生产,苏州星恒电源有限公司的混合电动汽车用高功率锂离子电池的稳定性也在逐步提高,2006年搭载星恒15安时锂离子动力电池的燃料电池混合电动轿车“超越3号”在法国巴黎举办的必比登挑战赛中在所有7个项目的评测中取得了4A2B的骄人成绩,至去年年底示范运行已超过2万公里。

车用动力锂离子电池的产业化是一个漫长的过程,经过11年的发展,我国已成为仅次于日本的小型锂离子电池生产大国,在未来几年,日本的小型电池产业会更多地向我国转移,车用锂离子动力电池等高端产品技术的开发,不仅仅是我国电动汽车产业发展的需要,也必将带来我国锂离子电池产业的全面技术升级。 在中国科学院物理所的办公室里,黄学杰信心十足地展望未来:“混合动力汽车和电动汽车将是未来的主流。

预计到2020年,全球超过50%的汽车将会是混合动力汽车或者电动汽车。近两年,星恒每年在汽车电池研发方面的投入超过2000多万元。 “我国电动汽车特别是混合电动汽车在未来几年里预期将有快速的发展,相关技术的突破,可为我国的正在开发的混合电动汽车提供高功率锂离子电池的支持,确实是一件激动人心的事情。”黄学杰说。

基于太阳能、风能、地热、海洋能这些可再生能源的电站需要储能电池来实现稳定的输出,同时,分散式电网调峰、大型电动车辆和后备电源也迫切需要长寿命蓄电池,基于经济和使用要求考虑,储能电池单体的容量一般做到100安时以上,锰酸锂已不能满足如此之大的电池的安全性要求,“十五”和“十一五”期间,863计划又就储能锂离子电池关键材料的研发进行了布局,物理所黄学杰领导的课题组从2001年起即承担磷酸铁锂等新型正极材料研究的863课题,开发出高电导的氧空位磷酸铁锂。磷酸铁锂等磷酸盐正极材料热稳定性高和锂嵌入脱嵌过程体积变化小也为电池的长循环寿命奠定了基础。

“十一五”期间黄学杰和他的同事李泓研究员分别牵头承担了新型磷酸盐体系正极材料和纳米负极材料。“预期到2010年前,我国的锂离子储能电池材料将进入产业化,我们已做到生产一代、开发一代,争取在不久的将来再能做到储备一代。”黄学杰说。

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