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電動(dòng)汽車用鋰離子電池進(jìn)展簡析

作者: 時(shí)間:2012-07-06 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
產(chǎn)業(yè)化動(dòng)態(tài)
  
隨著成本的急劇降低和性能的大幅度提高,已有許多汽車生產(chǎn)廠家開始投入使用。下表是主要廠商研發(fā)與生產(chǎn)概要。截至2006年10月為止,全球主要國家已有20余家車廠進(jìn)行鋰離子電池研發(fā)。如富士重工與NEC合作開發(fā)廉價(jià)的單體(Cell)錳系鋰離子電池(即錳酸鋰電池),具有高安全性、低制造成本特點(diǎn),在車載環(huán)境下的壽命高達(dá)12年、10萬公里,與純的整車壽命相當(dāng)。東芝開發(fā)的可急速充電鋰離子蓄電池組,除了小型、大容量的特點(diǎn)之外,采用了能使納米級(jí)微粒均一化固定技術(shù),可使鋰離子均勻地吸附在蓄電池負(fù)極上,能在一分鐘之內(nèi)充電至其容量的80%,再經(jīng)6分鐘便可充滿電。美國的主要電池廠JohnsonControls針對(duì)需求特性的鋰離子電池于2005年9月在威斯康星州Milwaukee設(shè)立研發(fā)地點(diǎn),2006年1月另出資50%與法國電池廠Saft共同成立JohnsonControls-SaftAdvancedPowerSolution(JCS)。JCS于2006年8月承接了美國能源部(DOE)所主導(dǎo)2年USABC(UnitedStatesAdvancedBatteryConsortium)純電動(dòng)車鋰離子電池研發(fā)計(jì)劃合約,另外亦與車廠簽約提供高功率鋰離子電池。
  
電池廠商產(chǎn)品概要
  
DegussaAG/Enax2005年6月,德國Degussa與日本Enax分別各出資50%在中國成立DegussaEnax(Anqiu)PowerLionTechnology公司,生產(chǎn)鋰離子電池電極與銷售,該廠同時(shí)生產(chǎn)電動(dòng)車用鋰離子電池電極,并供應(yīng)至中國與歐美日等國。
  
JohnsonControls-SaftAdvancedPowerSolution(JCS)JCS是JohnsonControls與Saft于2006年1月合并的公司,Saft于1995年開始研發(fā)電動(dòng)車鋰離子電池,JohnsonControls于威斯康星州的Milwaukee設(shè)廠生產(chǎn)專為電動(dòng)車設(shè)計(jì)的鋰離子電池,2005年開始提供美國車廠鋰離子電池試作品。
  
NECLamilionEnergy2006年3月提供適合電動(dòng)車用錳系鋰離子電池,車載電池壽命為2,700W/kg(25℃、10秒、SVOC50%),具高輸出特性,達(dá)成10年15萬公里等效距離運(yùn)行測(cè)試,已有20余家車廠擁有研發(fā)實(shí)績。
  
Sanyo電機(jī)2006年3月,日本德島工廠提供1,000組用鋰離子電池予車廠電動(dòng)車試用,預(yù)定2007年量產(chǎn)。
  
PanasonicEVEnergy2005年10月Toyota對(duì)PanasonicEVEnergy出資從40%提高至60%,已將其納入子公司,預(yù)定于2008年在Prius裝上可具備外部充電功能的鋰離子電池,目前正進(jìn)行實(shí)用化性能評(píng)估與量產(chǎn)驗(yàn)證。
  
GSYuasa2004年3月,開始銷售電動(dòng)車與不斷電系統(tǒng)鋰離子電池E-onEX25A(cell)與EX25A-7(模塊)。
  
HitachiVehicleEnergy,Ltd.)日立VehicleEnergy公司系于2004年6月,由新神戶電機(jī)43.7%、日立36.7%、日立macell19.6%組成,專門生產(chǎn)電動(dòng)車用錳系鋰離子電池。2005年6月研發(fā)小型、之鋰離子電池控制模塊試作品(48cell),鋰離子電池配合新開發(fā)的控制裝置較傳統(tǒng)成本降低12.5%,精簡空間10%。
  
Litcel(日本)2006年開發(fā)電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)用Li-ionB4-40鋰離子電池組(pack),裝置于三菱Colt-EV車上進(jìn)行實(shí)證測(cè)試,充電一次續(xù)航距離為150km,2010年時(shí)目標(biāo)為240km。
    
我國在鋰離子電池方面的研究水平,有多項(xiàng)指標(biāo)超過了USABC提出的2010年長期指標(biāo)所規(guī)定的目標(biāo),已能自主開發(fā)出用量在50~80公斤以下,可適用于電動(dòng)自行車、電動(dòng)摩托車、電油混合動(dòng)力車、油電混合動(dòng)力電動(dòng)車,行駛距離在80公里以內(nèi)的小型、輕型供上下班使用的家用電動(dòng)小轎車的鋰離子蓄電池,并有足夠好的安全行駛性能。從1997年開始產(chǎn)業(yè)化經(jīng)驗(yàn)的蘇州星恒作為國家鋰離子動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)化示范工程項(xiàng)目基地,其研發(fā)的動(dòng)力電池組已通過美國UL和歐盟獨(dú)立組織ExtraEnergy的測(cè)試認(rèn)證,并在蘇州建成第一條動(dòng)力鋰離子電池的生產(chǎn)線并順利試產(chǎn),目前已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

蓄電池技術(shù)還需繼續(xù)進(jìn)一步發(fā)展
  
目前,鋰離子電池應(yīng)用于電動(dòng)車的課題,有電池壽命機(jī)理(高功率電池老化特征、老化電池診斷、老化電池電化學(xué)模型、電池壽命預(yù)測(cè)方法開發(fā))、電池的低溫性能表現(xiàn)(低溫性能特點(diǎn)、低溫電解質(zhì)模型、低溫性能模擬)、容許偏差、過熱偏差、過負(fù)載偏差、檢查診斷與降低電池成本(材料篩選與開發(fā)、制造)等。而長期探索研究主要集中在系統(tǒng)與材料兩方面。
  
一方面,各企業(yè)所公布的大部分純蓄電池實(shí)驗(yàn)室測(cè)試數(shù)據(jù),如加速性能、充電時(shí)間、持續(xù)里程數(shù)等,還須在復(fù)雜的外部環(huán)境實(shí)際運(yùn)行下,進(jìn)一步驗(yàn)證其可靠性,以及生產(chǎn)批量化質(zhì)量控制。另一方面,在我國鋰離子電池生產(chǎn)中,鋰離子電池所需隔膜材料未能有實(shí)質(zhì)性的突破,全部依靠進(jìn)口,價(jià)格昂貴,占到動(dòng)力電池成本的30%以上。如果在這一材料上實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)技術(shù),即可大幅度降。
  
此外,有專家認(rèn)為,從20世紀(jì)90年代初各國研究成功的電動(dòng)汽車來看,雖然蓄電池的比能量比現(xiàn)在的新型電池要小,但是各種電動(dòng)汽車測(cè)試達(dá)到的各項(xiàng)性能指標(biāo),對(duì)一般的使用者來說,也是可以滿足的。當(dāng)時(shí)實(shí)現(xiàn)不了電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)化的主要原因,在于蓄電池的使用壽命太短。純電動(dòng)汽車所使用的蓄電池組成本一般要占新車造價(jià)的二分之一,如果需要購車人在幾年之內(nèi)即更換蓄電池組,就意味著高額的使用成本?,F(xiàn)在,第二代純電動(dòng)汽車蓄電池比能量已經(jīng)有了很大的提高,生產(chǎn)蓄電池的材料與蓄電池的結(jié)構(gòu)也取得了很大的進(jìn)步,但是其使用壽命并未獲得重大的突破。即使加速性能完全能達(dá)到或超過今天燃油車的最高水平,蓄電池充一次電的行駛里程能超過燃油車目前加一箱油的行駛里程,由于蓄電池壽命限制而造成的高額使用成本也將成為其商業(yè)化的一大瓶頸。


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評(píng)論


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