锂离子电池与电动技术产业.ppt

杨裕生军用化学电源研究与发展中心 锂离子电池与 电动技术产业 2008动力锂离子电池国际论坛 内容 结束语 一 动力型蓄电池进步快 二 何种电动车优先发展 三 电从何处来 四 电可替代多少油 五 电动技术产业 的兴起 六 扶植 电动技术产业 的政策 2008年北京奥运会和残奥会 为我国政府承诺 科技奥运 绿色奥运 的圆满实现 作出了重要贡献 我国自主研发的595辆多种新能源车辆在会上成功运行总里程超过200万公里 北京理工大学牵头研制55辆纯电动客车 采用锂离子电池 50辆纯电动大客车 京华客车厂 盟固利提供锰酸锂为正极的动力型锂离子电池 5辆纯电动高级指挥车 山东中通客车厂 北大先行等提供磷酸铁锂为正极的动力型电池 一 动力型蓄电池进步快 国内多家企业生产 或准备 动力型电池 一 动力型蓄电池进步快 杭州 上海等多个城市开行纯电动公交车 安全性比能量比功率寿命价格能量转换效率自放电率 衡量动力电池的指标 从手机电池到动力电池 从单节到串并联 从小容量到大容量 从小功率到大功率 解决了一系列的技术问题 一 动力型蓄电池进步快 电池起火烧毁车辆的事已很少发生 电池爆炸事件更少 安全第一 比能量 寿命 价格等等其它因素形成的综合性能不断提高 一 动力型蓄电池进步快 作正极的电池安全性好 LiMn2O4LiFePO4 例 咸阳威力克公司的动力型电池系列用北大先行的LiFePO4单体容量 55Ah 120Ah 可高倍率放电 不需鼓风冷却 通过了安全性测试 比能量 100Wh kg 充放电500次后容量只衰减了1 53 预计循环寿命可达2000次 磷酸铁锂电池 综合性能好 LiFePO4 磷酸亚铁锂 安全性高 不用昂贵的原料 不含有害元素 克服了电导率低的缺点 只是密度不够高 多家公司小批量生产 后来的公司不少 一 动力型蓄电池进步快 55Ah电池组为84串 2并 重330公斤 15秒可使电动轿车加速到100公里 小时 充电一次蓄电30度可行驶210公里以上 2006年装的纯电动轿车 整车重量不比燃油车重 2007年装的纯电动客车 120Ah电池组为84串 3并 充电一次可行驶180公里 北京奥运会奥组委指挥调度用的高级指挥车 用此电池 一 动力型蓄电池进步快 电源管理和控制系统改进 安全性和循环寿命提高 磷酸铁锂材料纳米化 缩短离子扩散路程5分钟充电可满80 容量 方便长途行驶 或少装电池 隔膜国产化 价格下降 电池生产向半自动化前进可靠性 一致性提高 一 动力型蓄电池进步快 电池技术还在进步 磷酸亚铁锂动力电池技术已不容再置疑 大力发展电动车好处多 减轻城市空气污染 大城市空气污染的50 来自汽车 石油与 国家能源安全 2006年进口石油1 4亿吨 汽车用掉成品油9000万吨 2007年我国净进口油品超过1 59亿吨原油对外依存度达到46 一 动力型蓄电池进步快 减少二氧化碳排放 缓解温室效应1亿吨油产生CO2约3亿吨 车增多 用油一年将比一年多 2007年我国汽车销售总量达879万辆乘用车630万辆其中轿车为470万辆我国人民生活水平快速上升汽车 经济增长点 官员的政绩 一 动力型蓄电池进步快 共识 发展电动车 刻不容缓 但是 选择何种动力优先发展 有着不同的认识和估计 二 何种电动源优先发展 四种电动车 哪种优先发展 二 何种电动车优先发展 我国纯电动车将会大发展也应该优先支持 14度电行驶百公里 理由一不用油 适合我国缺油的国情 使用 维修方便 节材节能 理由二结构简单无油路 水路 气路 二 何种电动车优先发展 西方国家有强大的油机工业 扔不得日本的 Prius 用氢 镍电池 强项 但比能低 电 油混合电动车 过渡车种电池比能量提高前 用于长途行驶 我国汽油车 包袱 不很重 技术要靠外国锂离子电池技术已不落后 理由三混合电动车是过渡性车种油 电混合车实际上还是用油 价格不低 混合动力公交车比同类型普通公交车贵20万元左右 二 何种电动车优先发展 美国 氢经济 论造成错觉和误导PEMFC车在近 中期不可能大发展 价格昂贵市场太小 寿命不够长 理由四燃料电池电动车 曲高和寡 铂的资源不够用 氢的储运有难题 电 氢 电转换效率低 远期 要看技术如何发展 系统复杂维护困难 二 何种电动车优先发展 黄金宝剑 贵重而鲜亮中看不而中用 不必按燃油车的指标 全面要求纯电动轿车 如 第一步 部分代替燃油车 一次充电行驶150 200公里满足大部分用户市内行驶要求 续驶里程 600公里以上10秒加速到100公里 小时最高时速160公里 小时等等 对纯电动轿车 逐步提高要求 第二步 性能赶超 扩大代替电耗降低 电池比能提高 降价 快速充电 二 何种电动车优先发展 机构用车 环卫车 公众用车 电动化很有利 经济 环保 效益双高 电池可集中管理 充电 发展快 节油 减排潜力大 出租车 100万辆 年增16 40升油 天 公交车 40万辆 年增10 100升油 天 二 何种电动车优先发展 电动自行车发展要规范 已有5000多万辆 年产1900万辆国内几乎全用铅酸蓄电池出口主要是用锂离子电池 应发展电力助动车 规范重量 40kg速度 20km h开辟自行车专用道 双安全 制止电动自行车 摩托化 二 何种电动车优先发展 数量多 8700万辆污染重 1辆相当10辆汽车油耗大 能效低下 摩托车更应加速电动化 电摩 0 6 1kW 辆 有的城市 禁摩 不必要 电动摩托车电池 36V15Ah 已出口国内市场大 二 何种电动车优先发展 电池价格 怎么样算帐 要算储能的经济效益 E T 储能 放能循环的转换效率 C 放出单位能量的投资 元 瓦时 放出 L 储能 放能循环寿命 次 锂离子动力电池 磷酸铁锂 有优势 E T C L 锂离子电池电动车 昂贵吗 二 何种电动车优先发展 如果电池重200公斤 蓄电20kWh 续驶140公里 足够大部分用户用2 3天了循环寿命2000次 可驶28万公里 电池总价8 0万元充电1kWh0 3元 驶7公里 比用油省4元 电池目前价格 4000元 kWh 锂离子电池电动车 昂贵吗 28万公里共可省16万元 远大于电池价 二 何种电动车优先发展 不用油机电控系统比混合电动车大为简化可降低成本 车体价 3万元 连电池可不超过11万元油费可省16万元 二 何种电动车优先发展 三 电从何处来 总装机很快达8亿千瓦电网夜间 积压 一半 降价处理 电网花钱调峰 1 直接用 谷电 谷电 潜力大 我国已建 在建抽水蓄能发电站24座总装机容量1695万千瓦核能 风能利用 将增加调峰负担 转换效率 70 抽水蓄能有局限性 要有合适的场地 一次投入高 6000 8000元 千瓦 抽水蓄能调峰 三 电从何处来 纯电动车充电 替电网 分散调峰 以北京为例 300万辆轿车中如有100万辆是纯电动车 以平均每辆2kW的功率充电 即可消耗200万kW的 谷电 两个半 十三陵抽水蓄能电站 用户利用 谷电 充电 省钱节油减排电网的峰 谷差得以平抑 夜间 三 电从何处来 一举多得 充分利用电网已有设施 纯电动车 分散调峰 有优越性 转换效率高 90 谷电 足够电动车用 分批投入 代价小 如用1亿千瓦充电 则可供给5000万辆纯电动轿车或者700万辆纯电动客车 三 电从何处来 2 风能发电利用 陆上离地面10米技术可开发量 3亿千瓦 陆上70米高度 海上的风能资源很大 风能发电 1千瓦每年减排CO22吨 但 发电能力无法恒定 北方夜间风大 风电并网 增加调峰负担 三 电从何处来 2 风能发电利用 三 电从何处来 2 风能发电利用 风能发电 直流 非并网风电 充电 三 电从何处来 3 核能发电利用 我国正大力发展核电站核电站要求稳定功率运行 低 谷 富裕电能将大增 给电动车充电 未来 聚变能发电 所以 电动车 调峰 的实质是用掉夜间的核电 风电 三 电从何处来 4 车用油以煤合成 不合算 当然 煤合成油有其它用途 1kg煤 8 10倍 三 电从何处来 四 电可替代多少油 每辆轿车充电7小时 23时 6时 得14度电能 可行驶一百多公里 可顶替10升汽油 1000万辆轿车用电每天替下10万吨汽油 一年有多少 100万辆公交车用电每天替下10万吨汽油 一年有多少 出租车 40升油 天 100万辆4万吨 天年增16 5年翻一番 数量极大的电力助动车 电动摩托车 城市其它用车的电动化 更是锦上添花 以电动汽车的生产 运行为核心的高技术产业群 五 电动技术产业 的兴起 电动车 电动机 电控系统 动力电池 正极材料 电源管理 供电体系 电池回收 充电服务 电动技术产业 能量回收 充电设施 负极材料 电解液 资源再生 电池复用 膜 年产500万辆电动车 占一半 年产值万亿元 维持几千万辆电动车运行 年产值千亿元 电池的方便充电 电动车能否推广的关键行业 停车场充电 用车 充电两不误租 换电池 夜间充电 用谷电专业充电 寿命长规模经营 效益好 多种方式竞争 互补 用户换电池 省事 用户自己充电 小车 小型电池 五 电动技术产业 的兴起 畅想发展 一 配套电解液 隔膜 电机 充电器 五 电动技术产业 的兴起 锂资源 383万吨锂 相当于碳酸锂2024万吨 轿车以6万吨 年计 则可供给337年 回收再用 海水含锂0 15g L 郑绵平等 中国的锂资源 新材料产业 2007 8 13 五 电动技术产业 的兴起 畅想发展 二 电池是电动技术产业的核心产品发展目标 2000元 kWh寿命4000次 电池折旧 0 5元 kWh 次电费 0 3元 kWh0 8元轿车行驶13公里 0 06元 公里 燃油轿车 0 6元 公里 五 电动技术产业 的兴起 畅想发展 三 五 电动技术产业 的兴起 六 扶植 电动技术产业 的政策 要普及电费的分时计价并拉开峰 谷电价的差距 国家政策十分重要 发展多种方便用户的充电服务 电力部门 政府规划 电动技术产业 的发展 正确引导 建立对于电动技