汽車動(dòng)力電池低碳經(jīng)濟(jì)時(shí)代的新貴四大能源巨頭爭(zhēng)奪電動(dòng)車市場(chǎng).doc

汽車動(dòng)力電池低碳經(jīng)濟(jì)時(shí)代的新貴一、動(dòng)力電池背景需求近年來，我國汽車行業(yè)發(fā)展迅速，已成為世界第四大汽車生產(chǎn)國和第一大汽車消費(fèi)國。汽車業(yè)是我國的重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)，2009年全國汽車銷售量突破1000萬輛。然而傳統(tǒng)汽車向來是碳排放大戶，研究表明，一輛轎車年排出有害廢氣高達(dá)自身重量的4倍。在大力發(fā)展汽車工業(yè)與碳減排目標(biāo)的“矛盾”中，中國汽車業(yè)勢(shì)必要迎接正面沖擊，新的結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)升級(jí)正在到來。交通能源消耗已經(jīng)成為環(huán)境污染和全球溫室氣體排放的主要來源之一，作為零排放的純電動(dòng)汽車( Electric Vehicles，EV) 和低排放的混合動(dòng)力汽車( Hybrid Electric Vehicles，HEV)就自然被推到了前臺(tái)。電動(dòng)汽車的主要?jiǎng)恿υ词请姵兀姵丶夹g(shù)一直是制約電動(dòng)汽車商業(yè)化發(fā)展的瓶頸。因此大力發(fā)展包括電動(dòng)汽車用高性能電池已成為世界各國政府及企業(yè)的發(fā)展方向之一。目前商業(yè)化的動(dòng)力電池一般有鎳氫電池和鋰離子電池兩種。由于鎳氫電池的一些技術(shù)性能已經(jīng)接近理論極限值，如能量密度、充放電速度等，因此并不被認(rèn)為是未來的發(fā)展方向。相對(duì)而言，鋰離子電池由于具有高電壓、高比能量、循環(huán)壽命長(zhǎng)、自放電率低等特點(diǎn)而備受關(guān)注，而且隨著錳酸鋰及磷酸鐵鋰等材料性能不斷改進(jìn)，其電池安全性不斷提高，成本不斷降低，所以，目前人們普遍認(rèn)為鋰離子電池是更有前景的車用電源。一般情況下，混合動(dòng)力汽車用動(dòng)力電池進(jìn)行的是頻繁、淺度的充放電循環(huán)。在充放電過程中，電壓、電流可能有較大的變化。而純電動(dòng)汽車則需要較長(zhǎng)的續(xù)駛里程，電池則要高能量密度，并能承受深度的頻繁充放電。針對(duì)這種使用特點(diǎn)，新能源對(duì)電池有以下特別要求：（1）高安全性能：由于新能源汽車主要面對(duì)普通消費(fèi)者，電池安全則是動(dòng)力電池必備的首要條件。（2）高能量密度：對(duì)于純電動(dòng)汽車往往有重量和空間的限制，質(zhì)量比能量是衡量能量型動(dòng)力電池的關(guān)鍵指標(biāo)，要求純電動(dòng)模式下的續(xù)航能力足夠長(zhǎng)。（3）高功率密度：質(zhì)量比功率和體積比功率是衡量蓄電池快速充放電能力的指標(biāo)，相對(duì)于比能量要求，混合動(dòng)力汽車對(duì)比功率要求更高。它的大小決定電池所能輸出的最大功率，標(biāo)志著汽車的加速性能和最高車速，對(duì)電動(dòng)汽車的動(dòng)力性能等有直接影響。（4）充放電效率：動(dòng)力電池中能量的循環(huán)必須經(jīng)過充電-放電-充電的循環(huán)，高的充放電效率對(duì)保證整車效率具有至關(guān)重要的作用。（5）相對(duì)穩(wěn)定性：動(dòng)力電池應(yīng)當(dāng)在快速充放電和充放電過程變工況的條件下保持性能的相對(duì)穩(wěn)定，使其在動(dòng)力系統(tǒng)使用條件下能達(dá)到足夠的充放電循環(huán)次數(shù)。這就需求電池組保持很好的一致性。新能源汽車動(dòng)力電池發(fā)展前景良好，但目前市場(chǎng)化程度較低，離真正產(chǎn)業(yè)化尚需時(shí)日，而且，動(dòng)力電池企業(yè)要真正做大做強(qiáng)，還要經(jīng)受產(chǎn)業(yè)規(guī)?；?、大比例研發(fā)投入和國外巨頭擠壓的考驗(yàn)。綜合分析看出，動(dòng)力電池大規(guī)模商業(yè)化尚待時(shí)日，原因主要有：（1）生產(chǎn)成本高。目前尚無一種高性價(jià)比的電池能夠同時(shí)滿足電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)化的性能與成本需要。（2）存在技術(shù)瓶頸。目前鋰離子電池應(yīng)用于汽車的難點(diǎn)主要有：快速充電、一致性、電池壽命、電池安全性能、低溫性能、過熱過載等。（3）基礎(chǔ)設(shè)施配套幾乎為零。電動(dòng)汽車商業(yè)化的基礎(chǔ)設(shè)施包括充電站網(wǎng)絡(luò)、車輛維修服務(wù)網(wǎng)絡(luò)、多種形式的電池營(yíng)銷、服務(wù)網(wǎng)絡(luò)等。投資建設(shè)這些基礎(chǔ)設(shè)施需要花費(fèi)巨額資金。二、中國現(xiàn)有動(dòng)力電池技術(shù)基礎(chǔ)及差距中國通過多年的鋰離子電池的技術(shù)積累，已經(jīng)在電池材料方面和電池制造技術(shù)方面形成了獨(dú)有的動(dòng)力電池技術(shù)。但是，我們也需要看到中國動(dòng)力電池的研究起步較晚，技術(shù)不很成熟，而且使用時(shí)一般是多串并組合，研究還不是很深入。主要問題體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）多采用磷酸鐵鋰材料作為動(dòng)力電池正極材料，磷酸鐵鋰材料本身的能量密度較其他正極材料低；同時(shí)材料電導(dǎo)率低，在室溫下僅為10-9S/cm（LiCoO2為約 10-3S/cm，LiMn2O4約為10-4S/cm），如此低的電導(dǎo)率導(dǎo)致LiFePO4作為正極材料使用時(shí)，功率密度也會(huì)較其它正極材料低。（2）動(dòng)力電池的產(chǎn)業(yè)化水平低：動(dòng)力電池生產(chǎn)自動(dòng)化設(shè)備少，電池的一致性很難得到保證。（3）電池管理系統(tǒng)方面不完善：完善的電池管理系統(tǒng)，不但可以大大延長(zhǎng)電池組的使用壽命，降低用戶購車成本，還可以提高電池組的安全性。國內(nèi)大多電池公司不具備獨(dú)立的BMS設(shè)計(jì)開發(fā)能力，需要積極與國內(nèi)外企業(yè)、研究所開展合作，加強(qiáng)技術(shù)進(jìn)步。三、國內(nèi)動(dòng)力電池發(fā)展方向正負(fù)極材料作為鋰離子電池的重要部件，是決定電池安全、容量和價(jià)格的關(guān)鍵因素，代表了鋰離子動(dòng)力電池的發(fā)展方向。就全球鋰離子電池布局來說，日本、韓國和中國廠商占據(jù)主導(dǎo)地位。從技術(shù)上看，日本企業(yè)仍居于領(lǐng)先地位，其生產(chǎn)設(shè)備自動(dòng)化程度高，中國和韓國均是從日本引進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，通過消化和吸收，再不斷完善和提高。近年來，中國和韓國的迅速崛起，日本鋰離子電池的市場(chǎng)份額才逐漸下跌。為更好的提高動(dòng)力電池性能，滿足車用電池的需要，動(dòng)力電池技術(shù)需要更多技術(shù)進(jìn)步，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）正負(fù)極材料研究：加強(qiáng)正負(fù)極基礎(chǔ)材料如LiFePO4/MCMB，LiFePO4/硬碳，LiFePO4/ Li4Ti5O12，LiMn2O4/MCMB，NCM/MCMB等不同體系動(dòng)力電池特點(diǎn)的研究，評(píng)估其安全、循環(huán)壽命等性能、高低溫環(huán)境適應(yīng)性等。（2）快充技術(shù)研究：電池能否快速充電是影響純電動(dòng)汽車商業(yè)化關(guān)鍵因素之一。目前目前30分鐘充滿80%的技術(shù)水平還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足日常消費(fèi)者的要求。需要利用新材料及納米技術(shù)提高電池快速充電能力。（3）電池環(huán)境適應(yīng)性研究：動(dòng)力電池的使用環(huán)境一般很惡劣，動(dòng)力電池要承受不同溫濕度、不同路況的考驗(yàn)。在高溫下，鋰離子動(dòng)力電池使用壽命會(huì)大打折扣；低溫下，電池的功率性能衰減迅速，同時(shí)低溫快速充電會(huì)產(chǎn)生安全隱患。因此必須加強(qiáng)電池環(huán)境適應(yīng)性研究，最大限度地減少環(huán)境對(duì)電池性能的影響。（4）電池工藝及性能優(yōu)化：選取高比容量、高安全性的正、負(fù)極活性物質(zhì)，優(yōu)化合適配方工藝，優(yōu)化合適的正負(fù)極搭配；優(yōu)化高比能量、高比功率、高安全、長(zhǎng)壽命電極制備工藝；研究和優(yōu)化高比能量、高比功率、長(zhǎng)壽命電池電解液及添加劑；優(yōu)化電池設(shè)計(jì)及制作工藝，包括電池裝配、電極卷繞或疊片、電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和優(yōu)化等；研究提高單體電池一致性的方法；（5）加強(qiáng)動(dòng)力電池組合技術(shù)研究鋰離子動(dòng)力電池通常需要采用多只串并聯(lián)組合使用，因此結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)直接影響電池組性能。此外多串并電池的連接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)于電池組在經(jīng)歷沖擊、振動(dòng)等測(cè)試中的安全性也至關(guān)重要，如果連接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的耐沖擊、振動(dòng)強(qiáng)度不夠，則電池組在長(zhǎng)期復(fù)雜的使用條件下極易出現(xiàn)性能的波動(dòng)和衰減，甚至出現(xiàn)停機(jī)等嚴(yán)重事故，因此電池的組合技術(shù)研究是動(dòng)力電池技術(shù)的重點(diǎn)。（6）動(dòng)力電池系統(tǒng)研究根據(jù)整車的技術(shù)特點(diǎn)和需求，對(duì)電池系統(tǒng)和電池管理系統(tǒng)進(jìn)行分析，并著力提高電池管理系統(tǒng)的可靠性和降低其成本，重點(diǎn)建設(shè)電池管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、試制、試驗(yàn)手段，同時(shí)對(duì)整機(jī)的生產(chǎn)工藝進(jìn)行完善和標(biāo)準(zhǔn)化，為規(guī)?；a(chǎn)做提供技術(shù)支持。四、結(jié)語新能源汽車已不再是單純的概念，即將駛?cè)胨陌l(fā)展“快車道”。而動(dòng)力電池作為其核心部分，亦是“前途無量”。中國在大力發(fā)展新能源汽車的同時(shí)，應(yīng)該穩(wěn)扎穩(wěn)打發(fā)展動(dòng)力電池技術(shù)。讓動(dòng)力電池作為新能源汽車的心臟能夠更加有力的跳動(dòng)，這樣新能源汽車才能跑的更快更遠(yuǎn)。（引自肖剛）四大能源巨頭爭(zhēng)奪電動(dòng)車市場(chǎng)來源：深圳商報(bào)國家電網(wǎng)、南方電網(wǎng)、中石化、中海油等四大國內(nèi)能源巨頭近來紛紛“觸電”，宣布在國內(nèi)大規(guī)模建設(shè)充電站。此次高歌猛進(jìn)的充電站建設(shè)，在促進(jìn)電動(dòng)汽車駛?cè)肟燔嚨赖耐瑫r(shí)，將給相關(guān)產(chǎn)業(yè)和企業(yè)帶來怎樣的投資機(jī)會(huì)？記者昨天對(duì)有關(guān)方面進(jìn)行了采訪。背景：國內(nèi)20余城市興建充電站2009年初，科技部、財(cái)政部及工信部等國家部委確定在北京、上海、深圳等13個(gè)城市開展節(jié)能與新能源汽車示范推廣的試點(diǎn)工作；今年6月1日，國家有關(guān)部門出臺(tái)關(guān)于開展私人購買新能源汽車補(bǔ)貼試點(diǎn)的通知，確定先在深圳、上海、杭州、合肥、長(zhǎng)春等5個(gè)城市啟動(dòng)私人購買新能源汽車補(bǔ)貼試點(diǎn)工作，補(bǔ)貼最高額度為6萬元。此舉可謂一石激起千層浪，國家相關(guān)政策的出臺(tái)，猶如一劑強(qiáng)心針，讓國內(nèi)眾多汽車企業(yè)轉(zhuǎn)向新能源汽車研發(fā)和生產(chǎn)。初步統(tǒng)計(jì)，目前國內(nèi)已經(jīng)有42家企業(yè)各種各樣的新能源汽車品種列入了中國政府生產(chǎn)企業(yè)和產(chǎn)品公告的目錄，車型包括混合動(dòng)力車和純電動(dòng)車等。同樣受到鼓舞的還有各地政府部門，不僅被國家列入新能源汽車示范試點(diǎn)的13個(gè)城市迅速行動(dòng)，全力推動(dòng)充電站建設(shè)，為新能源汽車的市場(chǎng)化做準(zhǔn)備，而且未被列入試點(diǎn)的國內(nèi)其他省、市也聞風(fēng)而動(dòng)，目前，國內(nèi)已有20多個(gè)城市開始興建充電站，一股充電站建設(shè)的熱潮席卷全國?，F(xiàn)狀：四大能源巨頭齊“觸電”國家大力推廣新能源汽車的措施，讓國內(nèi)能源巨頭嗅到了商機(jī)，從2009年底起，南方電網(wǎng)、國家電網(wǎng)、中海油、中石化等紛紛聞風(fēng)而動(dòng)，對(duì)電動(dòng)車基礎(chǔ)配套設(shè)施建設(shè)表現(xiàn)出了強(qiáng)烈的興趣。而在這場(chǎng)爭(zhēng)搶充電站市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)中，南方電網(wǎng)搶得頭籌，2009年12月，當(dāng)其他幾家央企進(jìn)行規(guī)劃時(shí)，由南方電網(wǎng)建設(shè)的深圳大運(yùn)中心站和深圳龍崗和諧站兩個(gè)充電站以及134個(gè)充電樁已建成并投入運(yùn)營(yíng)，成為國內(nèi)最早建設(shè)的大型充電站。除此之外，據(jù)南方電網(wǎng)負(fù)責(zé)人透露，南方電網(wǎng)還制定了龐大的新能源發(fā)展計(jì)劃，進(jìn)一步拓展充電站建設(shè)規(guī)模。對(duì)于充電站建設(shè)，作為國內(nèi)電網(wǎng)企業(yè)龍頭的國家電網(wǎng)，當(dāng)然不甘示弱。5月中旬，國家電網(wǎng)已經(jīng)在上海、天津和西安等城市展開電動(dòng)車充電站建設(shè)試點(diǎn)，按照國家電網(wǎng)的計(jì)劃，今年12月前將在全國27個(gè)城市開建電動(dòng)車充電站。而在電網(wǎng)巨頭紛紛進(jìn)軍充電站領(lǐng)域之后，擁有加油站資源優(yōu)勢(shì)的中石化也不甘落后，記者從中石化公司獲悉，今年2月，中石化與北京首科集團(tuán)共同投資5000萬元，成立石化首科新能源科技有限公司，用中石化已有的終端網(wǎng)絡(luò)，將部分加油站改建成加油充電綜合服務(wù)站，以推動(dòng)電動(dòng)車市場(chǎng)化。中石化深圳石油公司有關(guān)負(fù)責(zé)人告訴記者，其實(shí)不僅僅是北京，中石化在廣州、深圳等地的行動(dòng)也已經(jīng)開展。采訪中記者了解到，目前，另一家能源巨頭中海油也已與普天公司合作，成立普天海油公司，全力推進(jìn)充電站的建設(shè)，而深圳則是其推進(jìn)的重點(diǎn)之一。目標(biāo)：到2012年深圳將建汽車充電站(樁)1.2萬個(gè)深圳作為全國13個(gè)新能源汽車示范推廣試點(diǎn)城市和5座享受新能源汽車補(bǔ)貼的城市之一，在推廣新能源汽車方面，具有領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)：按照深圳市政府的規(guī)劃，到2012年，深圳市將建設(shè)各類新能源汽車充