電動車技術(shù)與動力鋰電池
【導(dǎo)讀】:5月23日,第四屆華南鋰電(國際)高層技術(shù)論壇今日在深圳會展中心開幕。本次大會以“動力2009——動力電池、3G高容電池、上網(wǎng)本電池”為主題,來自全國鋰電行業(yè)的數(shù)百名專家、企業(yè)高層出席了本次論壇,并就鋰電行業(yè)如何應(yīng)對金融危機(jī),發(fā)掘新市場、新機(jī)會、把握行業(yè)熱點(diǎn)及發(fā)展趨勢展開討論。下面是中國工程院院士楊裕生關(guān)于“電動車技術(shù)與動力鋰電池”的演講?! ?5月23日,第四屆華南鋰電(國際)高層技術(shù)論壇今日在深圳會展中心開幕。本次大會以“動力2009——動力電池、3G高容電池、上網(wǎng)本電池”為主題,來自全國鋰電行業(yè)的數(shù)百名專家、企業(yè)高層出席了本次論壇,并就鋰電行業(yè)如何應(yīng)對金融危機(jī),發(fā)掘新市場、新機(jī)會、把握行業(yè)熱點(diǎn)及發(fā)展趨勢展開討論。
以下為中國工程院院士楊裕生演講的文字實(shí)錄:
主持人:女士們、先生們,今天我很榮幸在這里看到大家,因?yàn)檫@里有不少的海外嘉賓,所以有的嘉賓是用英文來講的?! 〉谝?,我們這個會議是雙語的,是英文和中文兩個語言都可以。第二是對所有參加的會議的人能夠把手機(jī)調(diào)到靜音,這樣不影響我們的講座。第三是對于講演的人希望你們把時間限制在20分鐘,這樣就議程就可以順利進(jìn)行了。第四,有些講演者可能是希望不要拍照,這種情況下希望大家能夠遵守他的意愿,如果你牌照的話希望不要閃光燈。如果有問題的話請舉手,我們工作人員會把話筒遞給你。首先有請楊裕生院士給我們講演,他是工程院院士,他畢業(yè)于1952年浙江大學(xué),他在各個地方都有研究,尤其是核工業(yè)方面得到了很多的獎項(xiàng),比如國家發(fā)明獎和國家進(jìn)步獎和全軍科技進(jìn)步獎項(xiàng),有請楊院士?! 钤I褐x謝薛博士的介紹。我想我們在過去的15年左右,鋰離子電池對于我們?nèi)澜绲碾娦炯夹g(shù)的產(chǎn)業(yè)推動做了很大的貢獻(xiàn),今天我想給大家介紹的是《電動技術(shù)產(chǎn)業(yè)與動力鋰電池》?! 〉谝?,發(fā)展電動車很必要,也可行。要減輕城市的空氣污染。石油現(xiàn)在很緊缺,石油現(xiàn)在有一半是從國外進(jìn)口,牽涉到我們我們我們的能源安全問題。減少二氧化碳排放,緩解溫室效應(yīng)。今年汽車的銷售量可能要接近1000萬輛,因?yàn)榈谝患径纫呀?jīng)260多萬輛了,所以發(fā)展電動車是刻不容緩的?! 恿π托铍姵剡M(jìn)步很快,在2008年北京的奧運(yùn)會和殘奧會上,我們資助研發(fā)的595輛新能源車輛,其中電動車占了大部分,尤其是在會上有55輛大客車是錳酸鋰和磷酸鐵鋰為正極的動力型鋰電池。現(xiàn)在北京、杭州、上海等城市進(jìn)行純電動車公交車的行駛,電池的能量、壽命、性價比在不斷提高。電池的技術(shù)還在不斷地進(jìn)步,材料的納米化,提高比功率,國產(chǎn)隔膜出來了,價格比較低,電池生產(chǎn)向半自動化前進(jìn),可靠性、一致性都在提高。電源的管理和控制系統(tǒng)改進(jìn)提高了安全性和循環(huán)壽命,所以在我們國家動力鋰電池大發(fā)展的條件已經(jīng)基本具備,現(xiàn)在國內(nèi)外紛紛投巨資于動力鋰離子電池?! 〉诙?,哪一種電動車應(yīng)該優(yōu)先發(fā)展?客車、轎車、自行車、摩托車都應(yīng)該電動化,純電動自行車在壓制之下自發(fā)地蓬勃發(fā)展,什么叫“壓制”,就是不讓上牌照的情況下自發(fā)發(fā)展起來了,現(xiàn)在全國是每年1900萬輛電動自行的產(chǎn)量,全國擁有量已經(jīng)接近1億。在這么大好的形勢之下,現(xiàn)在電動自行車已經(jīng)能夠上路,很多城市已經(jīng)開禁了。摩托車的電動化已經(jīng)啟動,正在有序地推進(jìn),但是汽車選擇什么樣的車種優(yōu)先發(fā)展還有著不同的認(rèn)識和估計(jì)?! ‖F(xiàn)在有四種電動車,一種是油電混合車,實(shí)際上是用油,省油不多,價格不低,因?yàn)樗辛刻讝|西。在西方國家有強(qiáng)大的油機(jī)車工業(yè),扔不得。所以在油機(jī)車的基礎(chǔ)上加強(qiáng)電動的系統(tǒng)。現(xiàn)在我國的油電混合電動公交車比同類型的公交車要貴得多,所以油電混合電動車也只是目前作為一個過渡性的一個車種來發(fā)展?! 〉诙峭獬潆娛降幕旌想妱榆嚕@是美國提出來的plug—in。這種車是在停止的時候可以充電,行駛當(dāng)中可以用油來輔助電動,它是兩個系統(tǒng),結(jié)構(gòu)很復(fù)雜控制系統(tǒng)也很復(fù)雜,所以價格比較貴。這兩種混合電動車在動力電池比能量沒有大幅度提高之前,對于長途行駛這種過渡性的車種還是有它的價值?! 〉谌N是燃料電池電動車,美國的“氫經(jīng)濟(jì)”論造成了錯覺和誤解,燃料電池在近期、中期不可能大發(fā)展,不可能大發(fā)展的理由是價格貴、第二是系統(tǒng)復(fù)雜維護(hù)困難,第三是壽命不夠長,第四是氫的儲運(yùn)有難題,第五是電、氫、電轉(zhuǎn)換效率低,最后一個是鉑的資源不夠用,一輛車至少要有20克鉑,而我們國家年產(chǎn)只有4噸的鉑。其他的化工和手工都不用的話,也只能夠解決80萬輛的車種,所以我比較成“黃金寶劍”非常顯亮,但是中看不中用。遠(yuǎn)期來看這個技術(shù)要怎么發(fā)展,要看上面講的六個問題解決得如何。 第四種是純電動車,我覺得應(yīng)該優(yōu)先發(fā)展,他不用油適合我國缺油的國情,8—13度電可以行駛百公里,比亞迪他的車是15—16度電行駛100公里。另外是結(jié)構(gòu)簡單,無油路、水路、氣路,使用維修方便,節(jié)省材料和能量?! ′囯x子電池突出了純電動車的優(yōu)勢,既可以按照美、坐車的理念發(fā)展高檔車,更要按照中國的國情和新的理念來發(fā)展普及車。最近出現(xiàn)一種雙充式的純電動車這也是很值得注意的一種純電動車。純電動車可以替代的油我簡單算了一下賬,每輛轎車充電7個小時得14度電可以行駛一百多公里,可以頂替10升油,按照這樣的話1千萬輛轎車每天可以省下10萬噸汽油,一年就是3600萬噸,如果公交車也是用純電動車也能夠省這么多的油,還有其他的一些車輛,加上電動自行車、電動摩托車、未來每年在我們國家用電來代替億噸油是完全有可能的?! 〉谌?,“電動技術(shù)產(chǎn)業(yè)”的概念。以電動車的生產(chǎn)、運(yùn)行為核心的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)群,這樣的一個產(chǎn)業(yè)群包括電動車、電動機(jī)、電控系統(tǒng),動力電池、電源管理、能量回收,還有正極材料、負(fù)極材料、電解液、膜的制作工藝。還有電池回收、電池復(fù)用、資源再生,最后油供電系統(tǒng)、充電設(shè)施、充電服務(wù)。整個這樣的一個電動汽車的產(chǎn)業(yè)年產(chǎn)500萬輛占了現(xiàn)在國家的一半左右,產(chǎn)值達(dá)到了1萬億,維持幾千萬輛電動車的運(yùn)行,也產(chǎn)生了上千億??梢栽O(shè)想一個發(fā)展的路線圖,2010、2015、2020、2030年可以有不同的產(chǎn)量和保有量。 關(guān)于鋰資源的問題,因?yàn)橐罅康匕l(fā)展電動車,鋰的消化量很大,根據(jù)鄭院士提供的資料,我們現(xiàn)在已經(jīng)查勘的鋰的儲量已經(jīng)計(jì)算是383萬噸,主要在四川、江西、新疆、河南、青海、西藏這些地方,特別是青海。383萬噸鋰相當(dāng)于碳酸鋰2千多萬噸,如果轎車以每年6萬噸消耗碳酸鋰的銷量的話,可以用300多年。最近江西宜春原來勘探的儲量是23萬噸,最近這幾年的工作已經(jīng)探明了110萬噸,是一個非常大的儲量。另外鋰電池里面的鋰可以回收再用,還有海水里面含有非常大量的鋰,雖然海水鋰的溶度不是很高,每升0.15克,但是整個海水量很大,今后可以把這個鋰綜合利用在聚電反應(yīng)發(fā)電?! ∥覀冸姵厥请妱蛹夹g(shù)產(chǎn)業(yè)的核心產(chǎn)品,價格要不斷地降低,每1度電2000元,壽命2000次以上,這樣電池的折舊費(fèi)很便宜,行駛的消耗每一公里大概只需要1錢,這樣比汽車的消耗低得多。 第四“電動技術(shù)產(chǎn)業(yè)”的路徑,中國怎么樣發(fā)展還是一個探索的問題,“十一”我們搞“三縱三橫”的把燃料電池作為重點(diǎn)發(fā)展?!笆晃濉碧岢觥笆乔лv”以混合電動車為主,采取的辦法是“先難后易先大后小”,“十二五”到底應(yīng)該怎么走? 動力電池市場如何培育?因?yàn)閯恿﹄姵匾龃笞鰪?qiáng)才能夠降低價格,但是誰來買?政府怎么樣出臺一些有益的政策?! ∪绾谓鉀Q用戶的顧慮?用戶能夠放心買車才能形成市場,用戶的擔(dān)心是車的價格高、維修部方便、電池壽命短、充電有困難。所以牽涉到電池組的運(yùn)營模式,這是各方面利益的焦點(diǎn)?! √岢隽艘恍┧伎迹谝粋€問題,我們國家的純電動車應(yīng)該先做微小型的四輪車、電動摩托車,應(yīng)該先小后大、易后難、先低后高,要吸取電動自行車的教訓(xùn),政府要引導(dǎo)、鼓勵和幫助,這樣才能在耗電少、電池少的上面這些小車上面做成價格比較低的車子,和我們國家當(dāng)前的消費(fèi)水平相當(dāng),使群眾能的買得起,這樣用戶才能多。同時電池廠的風(fēng)險也會比較小?! 〖瘓F(tuán)用車電動化也很利,出租車、機(jī)構(gòu)用車這樣可以發(fā)展快、節(jié)油、減排的潛力大,而且電池可以集中管理、集中充電,另外是摩托車應(yīng)該加速電動化,他數(shù)量太大了,污染很嚴(yán)重,耗油大,所以節(jié)能箭牌的潛力很大。 電從何除來?直接用電網(wǎng)的“谷電”,電網(wǎng)8億千瓦,夜間“積壓”一半,用力充電的時候是為他們分散這個峰谷,如果用1億千瓦充電可以給2千萬輛的電動車充電,不用增加發(fā)電的設(shè)備。還有風(fēng)電,我們國家很多的是夜里風(fēng)大白天風(fēng)小,夜里的電網(wǎng)確實(shí)是不歡迎這樣的電,所以能夠用來給電動車充電。核電,他要求穩(wěn)態(tài)運(yùn)行,功率不能調(diào)的,夜里核電也是過剩的。所以用電動車通過夜里充電,實(shí)際上是用掉了核電和風(fēng)電,而不是增加了煤的消耗?! ‰姵亟M的“延壽”與降價,目前成本下降的關(guān)鍵還是在材料,電池的壽命如果過長,他的設(shè)計(jì)使用的成本也是降低的,我們這里舉了一個例子,如果一輛公交車電池是需要200度電,行駛200公里,電池的單價差不多是3千塊錢一度電,總價格在60萬。所以循環(huán)壽命1千次,可以行駛20萬公里,每公里的成本是3塊,這樣可以和現(xiàn)在用油的成本差不了多少。所以循環(huán)壽命非常重要,這里指的“循環(huán)壽命”是指電池組而不是單節(jié)電池,現(xiàn)在這個問題一定要說清楚,我也希望我們的企業(yè)能夠不要單指電池的單體壽命,而是要考慮電池組的壽命?! ‰姵亟M的壽命包括電池的一致性,電源管理系統(tǒng),這是電池廠的問題。還有電池怎么樣正確的充電、合理的使用,這是車主的問題。怎么把這幾方面的責(zé)任能夠統(tǒng)一起來,尤其是充電的責(zé)任現(xiàn)在應(yīng)該誰來負(fù)責(zé)?所以有一個創(chuàng)新的機(jī)制是組成一個充電的運(yùn)營公司,買車的他人不買電池,而是租換電池,由電池廠、電網(wǎng)、車場組成運(yùn)營公司,這在江蘇無錫對于電動自行車已經(jīng)在這樣做了,據(jù)說效果還是不錯的。是不是這樣的一個模式是不是可以運(yùn)用到電動汽車的發(fā)展上來。有關(guān)方能夠負(fù)起責(zé)任,同時政府給什么樣的政策來鼓勵。另外也可以由用戶自己充電,停車場充電多種方式互補(bǔ)、競爭?! 〉谖?,扶植“電動技術(shù)產(chǎn)業(yè)”的政策。這個政策非常重要,政府要規(guī)劃一個電動汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展來加大領(lǐng)導(dǎo),加大優(yōu)惠力度鼓勵動力電池企業(yè)出產(chǎn)優(yōu)秀的電池。要普及電費(fèi)的分時計(jì)價,并且拉開峰谷電價的差距,要發(fā)展多種方便用戶的充電服務(wù),電力部門應(yīng)該參與。不斷深化燃油的稅費(fèi)改革,大力“限油”,我們國家現(xiàn)在的油還是很便宜的。政府想要振興汽車產(chǎn)業(yè),我覺得應(yīng)該主要考慮內(nèi)資的電動汽車,而不是要給國營汽車,他們已經(jīng)很有市場了。 謝謝大家! 主持人:有沒有問題? 【現(xiàn)場提問】楊老師您好!剛才您談到了應(yīng)該鼓勵發(fā)展純電動車,我有一個問題,剛才您談到的鋰資源可以用到330多年,我想問一下發(fā)展純電動車您認(rèn)為除了鋰資源之外其他的資源是怎樣的?我們知道做動力電池還需要其他的材料做,這些資源的枯竭度是否比石油慢?第二,純動力電池我們需要晚上充電,我們知道目前的大中城市處于相對缺電的狀態(tài),我們更多地要提倡太陽能和風(fēng)電,但是目前更多地是用水和煤發(fā)電。動力電池解決了汽車在路上行駛的污染問題,如果捧到純動力電池的話我們在能源上巨大的消耗,比如做一些石墨化的材料和其他的能源的消耗,這些所帶來的污染問題您認(rèn)為比汽車在路上跑帶來的污染問題要小嗎?謝謝! 楊裕生:你的第一個問題是關(guān)于除了鋰之外的其他的資源夠不夠的問題。根據(jù)我現(xiàn)在的理解,我們正極材料、負(fù)極材料、電解液這些資源都是比較豐富的,應(yīng)該不成問題。第二個問題是關(guān)于其他的鋰電池和使用過程當(dāng)中是不是也造成很大的污染問題。這些污染當(dāng)然是要治理的,不允許在發(fā)展產(chǎn)業(yè)當(dāng)中產(chǎn)生污染,但是它是可以集中治理的,不像汽車滿地跑排出來的二氧化碳等等他是很難治理的,污染的形式和治理的方式完全不可同日而語。 來源:騰訊科技
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