动力电池技术路线图介绍演示幻灯片

车用动力电池技术路线图介绍,动力电池技术路线图编制组（肖成伟研究员）2016年12月07日厦门,内容,一、研究背景新能源汽车国际现状,目前在国际上，混合动力汽车已实现商业化，插电式混合动力汽车、纯电动汽车和燃料电池汽车处于应用示范阶段。,预计2020年以后：插电式混合动力汽车、纯电动汽车将快速增长，步入应用普及的发展阶段，2030年后燃料电池汽车市场将大幅度提升。,一、研究背景新能源汽车国内现状,我国节能与新能源汽车已形成了较为完善的研发体系和产业体系，研制了系列产品，新能源汽车推广应用示范数量居世界前列。面向未来，我国节能与新能源汽车将继续保持与国际先进水平接轨，以大规模商业化普及应用为目标，加快提升技术水平，加速产业发展，预计2020年我国新能源汽车市场保有量将达到500万辆，生产产能将达到200万辆，2025年将生产产能将达到300万辆。,国际能源署对世界各国新能源汽车销量预测,一、研究背景动力电池的作用,动力电池作为能量储存装置，是电动汽车的核心部件。其性能的优劣直接影响电动汽车的市场应用和普通消费者的接受度，如安全性、能量密度、功率密度、寿命以及成本等。,一、研究背景国家规划（德美韩日）,韩国,日本,美国,德国,一、研究背景国家规划（我国）,一、研究背景企业规划（韩国）,LG化学,三星SDI,SK公司,AESC,索尼,一、研究背景企业规划（日本）,日立车载能源公司（HVE),一、研究背景企业规划（中国）,内容,目前世界范围内动力电池的研发和产业化主要集中在三个区域，分别位于德国、美国和中日韩所在的东亚地区。锂离子动力电池的生产目前也主要集中在中日韩三个国家。,二、发展现状及需求分析研发和产业化分布,二、发展现状及需求分析变化趋势,我国动力电池技术路线的变化趋势（2001-2015）,总产能：居世界首位（超过400亿瓦时的年产能）；形成了珠江三角洲、长江三角洲、中原地区和京津区域为主的四大动力电池产业化聚集区域；超过100家动力电池企业开展动力电池及电池系统的研发及产业化工作；超过1000亿产业资金的投入，技术研发及产业化进展显著。,二、发展现状及需求分析技术现状,关键材料：实现了国产化；单体电池技术水平：与国外同一水平；已形成了较为完善的锂离子动力电池产业链体系，掌握了动力电池的配方设计、结构设计和制造工艺技术，生产线逐步从半自动中试向全自动大规模制造过渡；产品均匀一致性、系统集成技术、生产自动化程度：尚有差距。,二、发展现状及需求分析新能源汽车发展趋势,普及应用节能与新能源汽车的关键是要实现其经济性与使用的便利性与传统燃油汽车相当。当前，混合动力汽车具备经济性和使用便利性，我国商用大客车已基本实现商业化。插电式混合动力汽车、纯电动汽车等新能源汽车与传统燃油汽车存在较大差距，提升经济性和使用便利性是未来相当长一段时间内新能源汽车发展的主要方向。国际上，预计2020年前后新能源汽车经济性和使用便利性将大幅度提升，纯电动汽车续航里程将达到400公里，2030年达到500公里。,二、发展现状及需求分析动力电池是关键,二、发展现状及需求分析动力电池的发展与需求,高性能、低成本的新型锂离子电池和新体系电池是新能源汽车动力电池发展的主要方向。,未来相当长一段时期内，我国节能与新能源汽车将以普及应用插电式混合动力汽车、纯电动汽车等新能源汽车为主要任务，迫切期待动力电池降低成本、提高性能。研发新型锂离子电池和新体系电池、提升动力电池智能制造水平、完善验证测试方法和标准体系，既是我国节能与新能源汽车的发展需求，也是我国动力电池发展的关键任务，具有紧迫性。,二、发展现状及需求分析动力电池的发展目标,我国动力电池发展大致分为三个阶段，目标如下：,内容,车用动力电池技术路线图EV电池,202020252030,2025年达到：比能量：单体400Wh/kg，系统300Wh/kg；能量密度：单体800Wh/L，系统500Wh/L；比功率：单体1000W/kg，系统700W/kg；寿命：单体4500次/12年，系统3500次/12年；成本：单体0.5元/Wh，系统0.9元/Wh,2030年达到：比能量：单体500Wh/kg，系统350Wh/kg；能量密度：单体1000Wh/L，系统700Wh/L；比功率：单体1000W/kg，系统700W/kg寿命：单体5000次/15年，系统4000次/15年；成本：单体0.4元/Wh，系统0.8元/Wh,2020年达到：比能量：单体350Wh/kg，系统250Wh/kg；能量密度：单体650Wh/L，系统320Wh/L；比功率：单体1000W/kg，系统700W/kg；寿命：单体4000次/10年，系统3000次/10年；成本：单体0.6元/Wh，系统1.0元/Wh,比能量的提升：,寿命的提升：,安全性的提升：,成本的控制：,能量型锂离子电池,新体系电池,备注：电池寿命为全寿命周期要求。,车用动力电池技术路线图PHEV电池,202020252030,2025年达到：比能量：单体250Wh/kg，系统150Wh/kg；能量密度：单体500Wh/L，系统300Wh/L；比功率：单体1500W/kg，系统1000W/kg；寿命：系统4000次/12年；成本：单体0.9元/Wh，系统1.3元/Wh,2030年达到：比能量：单体300Wh/kg，系统180Wh/kg；能量密度：单体600Wh/L，系统350Wh/L；比功率：单体1500W/kg，系统1000W/kg；寿命：系统5000次/15年；成本：单体0.8元/Wh，系统1.1元/Wh,2020年达到：比能量：单体200Wh/kg，系统120Wh/kg；能量密度：单体400Wh/L，系统240Wh/L；比功率：单体1500W/kg，系统900W/kg；寿命：系统3000次/10年；成本：单体1.0元/Wh，系统1.5元/Wh,基于现有高容量材料体系提升材料的功率性能、优化电极设计,基于现有高容量材料体系提升材料的功率性能、优化电极设计,优化新型材料体系、使用新型电池结构,开发长寿命正、负极材料、提升电解液纯度并开发添加剂、优化电极设计、优化生产工艺与环境控制,开发长寿命正、负极材料、提升电解液纯度并开发添加剂、优化电极设计、优化生产工,引入固态电解质、优化固液界面,新型隔膜、新型电解液、电极安全涂层、优化电池设计,新型隔膜、新型电解液、电极安全涂层、优化电池设计,固、液电解质结合技术、新型材料体系,优化设计、提升制造水平,优化设计、提升制造水平,新型材料体系、新型制造工艺路线,比能量和比功率的提升：,寿命的提升：,安全性的提升：,成本的控制：,备注：电池寿命为全寿命周期要求。,三、技术路线图关键材料（正极）,202020252030,三、技术路线图关键材料（正极）,正极材料技术路线图：,性能提升：,三、技术路线图关键材料（负极）,202020252030,三、技术路线图关键材料（负极）,负极材料技术路线图：,性能提升：,三、技术路线图关键材料（隔膜）,隔膜材料技术路线图：,三、技术路线图关键材料（电解液）,电解液材料技术路线图：,202020252030,高纯度、高稳定性,高电压、长寿命,高电压、高安全、长寿命,重点材料,性能提升,电解液组分的高度纯化技术,高纯度氟化溶剂与离子液体合成技术,高性能固体电解质材料的制造技术,三、技术路线图关键共性技术（制造）,制造技术路线图：,三、技术路线图关键共性技术（测试