動(dòng)力電池技術(shù)路線圖介紹ppt課件

1、車(chē)用動(dòng)力電池技術(shù)道路圖引見(jiàn) 內(nèi)容一、研討背景一、研討背景新能源汽車(chē)國(guó)際現(xiàn)狀新能源汽車(chē)國(guó)際現(xiàn)狀目前在國(guó)際上，混合動(dòng)力汽車(chē)已實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，插電式混合動(dòng)力汽車(chē)、純電動(dòng)汽車(chē)和燃料電池汽車(chē)處于運(yùn)用示范階段。傳統(tǒng)汽車(chē)呈下行趨勢(shì)國(guó)際能源署預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)新能源汽車(chē)開(kāi)展迅速估計(jì)2020年以后：插電式混合動(dòng)力汽車(chē)、純電動(dòng)汽車(chē)將快速增長(zhǎng)，步入運(yùn)用普及的開(kāi)展階段，2030年后燃料電池汽車(chē)市場(chǎng)將大幅度提升。一、研討背景一、研討背景新能源汽車(chē)國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀新能源汽車(chē)國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀我國(guó)節(jié)能與新能源汽車(chē)已構(gòu)成了較為完善的研發(fā)體系和產(chǎn)業(yè)體系，研制了系列產(chǎn)品，新能源汽車(chē)推行運(yùn)用示范數(shù)量居世界前列。面向未來(lái)，我國(guó)節(jié)能與新能源汽車(chē)將繼續(xù)堅(jiān)持與國(guó)際先進(jìn)程

2、度接軌，以大規(guī)模商業(yè)化普及運(yùn)用為目的，加快提升技術(shù)程度，加速產(chǎn)業(yè)開(kāi)展，估計(jì)2020年我國(guó)新能源汽車(chē)市場(chǎng)保有量將到達(dá)500萬(wàn)輛，消費(fèi)產(chǎn)能將到達(dá)200萬(wàn)輛，2025年將消費(fèi)產(chǎn)能將到達(dá)300萬(wàn)輛。國(guó)際能源署對(duì)世界各國(guó)新能源汽車(chē)銷(xiāo)量預(yù)測(cè)國(guó)際能源署對(duì)世界各國(guó)新能源汽車(chē)銷(xiāo)量預(yù)測(cè)101001001000100010000能量密度Wh/kg功率密度W/kg)目前混合動(dòng)力轎車(chē)規(guī)模運(yùn)用-豐田系鋰離子鎳氫酸鉛啟停功能轎車(chē)-國(guó)內(nèi)外低速車(chē)規(guī)模運(yùn)用-中國(guó)廣泛運(yùn)用于HEV、PHEV、EV及FCV一、研討背景一、研討背景動(dòng)力電池的作用動(dòng)力電池的作用動(dòng)力電池作為能量?jī)?chǔ)存安裝，是電動(dòng)汽車(chē)的中心部件。其性能的優(yōu)劣直接影響電動(dòng)汽車(chē)的

3、市場(chǎng)運(yùn)用和普通消費(fèi)者的接受度，如平安性、能量密度、功率密度、壽命以及本錢(qián)等。一、研討背景一、研討背景國(guó)家規(guī)劃德美韓日國(guó)家規(guī)劃德美韓日韓國(guó)日本美國(guó)德國(guó)一、研討背景一、研討背景國(guó)家規(guī)劃我國(guó)國(guó)家規(guī)劃我國(guó)2020年：電池模塊的質(zhì)量密度到達(dá)300瓦時(shí)/公斤以上；本錢(qián)降至1.5元/瓦時(shí)以下。l 產(chǎn)業(yè)化的鋰離子電池能量密度到達(dá)300 Wh/kg以上，本錢(qián)降至0.8元/Wh以下；l 新型鋰離子電池能量密度到達(dá)400 Wh/kg以上，新體系電池能量密度到達(dá)500 Wh/kg以上。 l 2020年：電池能量密度到達(dá)300Wh/kg；l 2025年：電池能量密度到達(dá)400Wh/kg；l 2030年：電池能量密度到達(dá)

4、500Wh/kg?！笆迨?方案方案-新能源新能源汽車(chē)重點(diǎn)研發(fā)專項(xiàng)汽車(chē)重點(diǎn)研發(fā)專項(xiàng)20192020一、研討背景一、研討背景企業(yè)規(guī)劃韓國(guó)企業(yè)規(guī)劃韓國(guó)LGLG化學(xué)化學(xué)三星三星SDISDISKSK公司公司AESCAESC配套車(chē)輛聆風(fēng)二代聆風(fēng)SOP時(shí)間20192018正極材料LMO-NCANCM523負(fù)極材料石墨石墨容量（Ah）32.556電壓（V）3.753.7體積能量密度（Wh/L）274.0380.2質(zhì)量能量密度（Wh/kg）154.9222.9索尼索尼一、研討背景一、研討背景企業(yè)規(guī)劃日本企業(yè)規(guī)劃日本日立車(chē)載能源公司日立車(chē)載能源公司HVE)HVE)一、研討背景一、研討背景企業(yè)規(guī)劃中國(guó)企業(yè)規(guī)

5、劃中國(guó)CATLCATL力神力神內(nèi)容目前世界范圍內(nèi)動(dòng)力電池的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化主要集中在三個(gè)區(qū)域，分別位于德國(guó)、美國(guó)和中日韓所在的東亞地域。鋰離子動(dòng)力電池的消費(fèi)目前也主要集中在中日韓三個(gè)國(guó)家。二、開(kāi)展現(xiàn)狀及需求分析二、開(kāi)展現(xiàn)狀及需求分析研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化分布研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化分布從技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的角度綜合來(lái)看：日本在技術(shù)方面照舊領(lǐng)先；韓國(guó)在市場(chǎng)份額方面超越日本，占據(jù)第一位；中國(guó)的電池企業(yè)數(shù)量最多，產(chǎn)能最大。二、開(kāi)展現(xiàn)狀及需求分析二、開(kāi)展現(xiàn)狀及需求分析變化趨勢(shì)變化趨勢(shì)我國(guó)動(dòng)力電池技術(shù)道路的變化趨勢(shì)2019-2019 總產(chǎn)能：居世界首位超越400億瓦時(shí)的年產(chǎn)能； 構(gòu)成了珠江三角洲、長(zhǎng)江三角洲、中原地域和京津區(qū)域?yàn)橹鞯乃拇?/p>

6、動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)化聚集區(qū)域； 超越100家動(dòng)力電池企業(yè)開(kāi)展動(dòng)力電池及電池系統(tǒng)的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化任務(wù)； 超越1000億產(chǎn)業(yè)資金的投入，技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展顯著。二、開(kāi)展現(xiàn)狀及需求分析二、開(kāi)展現(xiàn)狀及需求分析技術(shù)現(xiàn)狀技術(shù)現(xiàn)狀國(guó)外產(chǎn)品國(guó)內(nèi)產(chǎn)品三元資料三元資料/ /石墨資料鋰離子電池量產(chǎn)石墨資料鋰離子電池量產(chǎn) 關(guān)鍵資料：實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化； 單體電池技術(shù)程度：與國(guó)外同一程度； 已構(gòu)成了較為完善的鋰離子動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)鏈體系，掌握了動(dòng)力電池的配方設(shè)計(jì)、構(gòu)造設(shè)計(jì)和制造工藝技術(shù)，消費(fèi)線逐漸從半自動(dòng)中試向全自動(dòng)大規(guī)模制造過(guò)渡； 產(chǎn)品均勻一致性、系統(tǒng)集成技術(shù)、消費(fèi)自動(dòng)化程度：尚有差距。二、開(kāi)展現(xiàn)狀及需求分析二、開(kāi)展現(xiàn)狀及需求分析新

7、能源汽車(chē)開(kāi)展趨勢(shì)新能源汽車(chē)開(kāi)展趨勢(shì)普及運(yùn)用節(jié)能與新能源汽車(chē)的關(guān)鍵是要實(shí)現(xiàn)其經(jīng)濟(jì)性與運(yùn)用的便利性與傳統(tǒng)燃油汽車(chē)相當(dāng)。當(dāng)前，混合動(dòng)力汽車(chē)具備經(jīng)濟(jì)性和運(yùn)用便利性，我國(guó)商用大客車(chē)已根本實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。插電式混合動(dòng)力汽車(chē)、純電動(dòng)汽車(chē)等新能源汽車(chē)與傳統(tǒng)燃油汽車(chē)存在較大差距，提升經(jīng)濟(jì)性和運(yùn)用便利性是未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)新能源汽車(chē)開(kāi)展的主要方向。國(guó)際上，估計(jì)2020年前后新能源汽車(chē)經(jīng)濟(jì)性和運(yùn)用便利性將大幅度提升，純電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)航里程將到達(dá)400公里，2030年到達(dá)500公里。福特汽車(chē)：新車(chē)的續(xù)航里福特汽車(chē)：新車(chē)的續(xù)航里程將到達(dá)程將到達(dá)320320公里，年內(nèi)公里，年內(nèi)1111月推出。月推出。雷諾日產(chǎn)：將在雷諾日產(chǎn)：將

8、在20202020年之前年之前將純電動(dòng)汽車(chē)將純電動(dòng)汽車(chē)(EV)(EV)的續(xù)航間的續(xù)航間隔提高到隔提高到400400公里以上，公里以上，20192019年年1 1月月20192019年年3 3月月20192019年年6 6月月20192019年年9 9月月20192019年年7 7月月奧迪：發(fā)布全新奧迪：發(fā)布全新Q6e-tron Q6e-tron quattroquattro概念車(chē)，續(xù)航里程概念車(chē)，續(xù)航里程500km500km，20202020年上市。年上市。通用汽車(chē)：雪佛蘭通用汽車(chē)：雪佛蘭BoltBolt，行駛，行駛里程里程200200英里約英里約322322公里，公里，33.533.5萬(wàn)美圓

9、，萬(wàn)美圓，20192019年上市。年上市。群眾汽車(chē)：研發(fā)一款超級(jí)電池，純?nèi)罕娖?chē)：研發(fā)一款超級(jí)電池，純電動(dòng)續(xù)航里程有望到達(dá)電動(dòng)續(xù)航里程有望到達(dá)300300公里，公里，20202020年提升至年提升至500km500km。TeslaTesla汽車(chē)：汽車(chē)：Model 3Model 3，續(xù)航里程，續(xù)航里程320320公里，公里，3.53.5萬(wàn)美圓，萬(wàn)美圓，20192019年年3 3月發(fā)布，月發(fā)布，20192019年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。20192019年年5 5月月20192019年年9 9月月二、開(kāi)展現(xiàn)狀及需求分析二、開(kāi)展現(xiàn)狀及需求分析動(dòng)力電池是關(guān)鍵動(dòng)力電池是關(guān)鍵二、開(kāi)展現(xiàn)狀及需求分析二、開(kāi)展現(xiàn)狀

10、及需求分析動(dòng)力電池的開(kāi)展與需求動(dòng)力電池的開(kāi)展與需求高性能、低本錢(qián)的新型鋰離子電池和新體系電池是新能源汽車(chē)動(dòng)力電池開(kāi)展的主要方向。n未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)，我國(guó)節(jié)能與新能源汽車(chē)將以普及運(yùn)用插電式混合動(dòng)力汽車(chē)、純電動(dòng)汽車(chē)等新能源汽車(chē)為主要義務(wù)，迫切等待動(dòng)力電池降低本錢(qián)、提高性能。n研發(fā)新型鋰離子電池和新體系電池、提升動(dòng)力電池智能制造程度、完善驗(yàn)證測(cè)試方法和規(guī)范體系，既是我國(guó)節(jié)能與新能源汽車(chē)的開(kāi)展需求，也是我國(guó)動(dòng)力電池開(kāi)展的關(guān)鍵義務(wù)，具有緊迫性。新型鋰離子電池：采用高電壓/高容量正極材料、高容量負(fù)極材料和高壓電解液替代現(xiàn)有鋰離子電池材料，電池成本、比能量和能量密度具有明顯的優(yōu)勢(shì)，將能夠大幅度提升新能源

11、汽車(chē)經(jīng)濟(jì)性和使用的便利性，需要解決耐久性、環(huán)境適應(yīng)性和安全性等關(guān)鍵問(wèn)題。新體系電池：包括鋰硫電池、鋰空氣電池、全固態(tài)電池等，預(yù)計(jì)具有更低成本和更高的比能量，尚處于基礎(chǔ)研究的發(fā)展階段。預(yù)計(jì)2020年新型鋰離子電池將實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，2030年新體系電池實(shí)用化。二、開(kāi)展現(xiàn)狀及需求分析二、開(kāi)展現(xiàn)狀及需求分析動(dòng)力電池的開(kāi)展目的動(dòng)力電池的開(kāi)展目的2025年2030年 2020年技術(shù)提升階段。新型鋰離子電池實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。能量型鋰離子電池單體比能量到達(dá)350Wh/kg，能量功率兼顧型動(dòng)力電池單體比能量到達(dá)200Wh/kg。動(dòng)力電池實(shí)現(xiàn)智能化制造，產(chǎn)品性能、質(zhì)量大幅度提升，本錢(qián)顯著降低，純電動(dòng)汽車(chē)的經(jīng)濟(jì)性與傳統(tǒng)汽油車(chē)

12、根本相當(dāng)，插電式混合動(dòng)力汽車(chē)步入普及運(yùn)用階段。產(chǎn)業(yè)開(kāi)展階段。新體系電池技術(shù)獲得顯著進(jìn)展。動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)開(kāi)展與國(guó)際先進(jìn)程度接軌，構(gòu)成2-3家具有較強(qiáng)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的大型動(dòng)力電池公司，國(guó)際市場(chǎng)占有率到達(dá)30%。固態(tài)電池、鋰硫電池、金屬空氣電池等新體系電池技術(shù)不斷獲得突破，比能量到達(dá)400Wh/kg以上。產(chǎn)業(yè)成熟階段。新體系電池實(shí)現(xiàn)適用化，電池單體比能量到達(dá)500Wh/kg以上，本錢(qián)進(jìn)一步下降；動(dòng)力電池技術(shù)及產(chǎn)業(yè)開(kāi)展處于國(guó)際領(lǐng)先程度。我國(guó)動(dòng)力電池開(kāi)展大致分為三個(gè)階段，目的如下：內(nèi)容車(chē)用動(dòng)力電池技術(shù)道路圖車(chē)用動(dòng)力電池技術(shù)道路圖EV電池電池2020202520302025年到達(dá)：比能量：?jiǎn)误w400Wh/kg，

13、系統(tǒng)300 Wh/kg；能量密度：?jiǎn)误w800Wh/L，系統(tǒng)500 Wh/L；比功率：?jiǎn)误w1000W/kg，系統(tǒng)700 W/kg；壽命：?jiǎn)误w4500次/12年，系統(tǒng)3500次/12年；本錢(qián)：?jiǎn)误w0.5元/Wh，系統(tǒng)0.9元/Wh 2030年到達(dá)：比能量：?jiǎn)误w500Wh/kg，系統(tǒng)350Wh/kg；能量密度：?jiǎn)误w1000Wh/L，系統(tǒng)700 Wh/L；比功率：?jiǎn)误w1000W/kg，系統(tǒng)700 W/kg壽命：?jiǎn)误w5000次/15年，系統(tǒng)4000次/15年；本錢(qián)：?jiǎn)误w0.4元/Wh，系統(tǒng)0.8元/Wh2020年到達(dá)：比能量：?jiǎn)误w350Wh/kg，系統(tǒng)250 Wh/kg；能量密度：?jiǎn)误w650Wh/L，系

14、統(tǒng)320 Wh/L；比功率：?jiǎn)误w1000W/kg，系統(tǒng)700 W/kg；壽命：?jiǎn)误w4000次/10年，系統(tǒng)3000次/10年；本錢(qián)：?jiǎn)误w0.6元/Wh，系統(tǒng)1.0元/Wh基于現(xiàn)有高容量資料體系、優(yōu)化電極構(gòu)造、提高活性物質(zhì)負(fù)載量運(yùn)用新型資料體系、提高電池任務(wù)電壓優(yōu)化新型資料體系、運(yùn)用新型電池構(gòu)造優(yōu)化設(shè)計(jì)、提升制造程度新資料運(yùn)用、新制造工藝和配備新型資料體系、新型制造工藝道路比能量的提升：壽命的提升：平安性的提升：本錢(qián)的控制：能量型鋰離子電池新體系電池引入固態(tài)電解質(zhì)、優(yōu)化固液界面開(kāi)發(fā)長(zhǎng)壽命正、負(fù)極資料、提升電解液純度并開(kāi)發(fā)添加劑、優(yōu)化電極設(shè)計(jì)、優(yōu)化消費(fèi)工藝與環(huán)境控制采用電極界面堆積、開(kāi)發(fā)新體系鋰鹽

15、、優(yōu)化消費(fèi)工藝與環(huán)境控制固、液電解質(zhì)結(jié)合技術(shù)、新型資料體系新型隔膜、新型電解液、電極平安涂層、優(yōu)化電池設(shè)計(jì)新型隔膜、新型電解液、電極平安涂層、優(yōu)化電池設(shè)計(jì)備注：電池壽命為全壽命周期要求。車(chē)用動(dòng)力電池技術(shù)道路圖車(chē)用動(dòng)力電池技術(shù)道路圖PHEV電池電池2020202520302025年到達(dá)：比能量：?jiǎn)误w250 Wh/kg，系統(tǒng)150 Wh/kg；能量密度：?jiǎn)误w500Wh/L，系統(tǒng)300 Wh/L；比功率：?jiǎn)误w1500W/kg，系統(tǒng)1000 W/kg；壽命：系統(tǒng)4000次/12年；本錢(qián)：?jiǎn)误w0.9元/Wh ，系統(tǒng)1.3元/Wh2030年到達(dá)：比能量：?jiǎn)误w300 Wh/kg，系統(tǒng)180Wh/kg；能量密

16、度：?jiǎn)误w600 Wh/L，系統(tǒng)350 Wh/L；比功率：?jiǎn)误w1500 W/kg，系統(tǒng)1000 W/kg；壽命：系統(tǒng)5000次/15年；本錢(qián)： 單體0.8元/Wh，系統(tǒng)1.1元/Wh2020年到達(dá)：比能量：?jiǎn)误w200Wh/kg，系統(tǒng)120 Wh/kg；能量密度：?jiǎn)误w400Wh/L，系統(tǒng)240 Wh/L；比功率：?jiǎn)误w1500W/kg，系統(tǒng)900 W/kg；壽命：系統(tǒng)3000次/10年；本錢(qián)：?jiǎn)误w1.0元/Wh，系統(tǒng)1.5元/Wh基于現(xiàn)有高容量資料體系提升資料的功率性能、優(yōu)化電極設(shè)計(jì)基于現(xiàn)有高容量資料體系提升資料的功率性能、優(yōu)化電極設(shè)計(jì)優(yōu)化新型資料體系、運(yùn)用新型電池構(gòu)造開(kāi)發(fā)長(zhǎng)壽命正、負(fù)極資料、提升電

17、解液純度并開(kāi)發(fā)添加劑、優(yōu)化電極設(shè)計(jì)、優(yōu)化消費(fèi)工藝與環(huán)境控制開(kāi)發(fā)長(zhǎng)壽命正、負(fù)極資料、提升電解液純度并開(kāi)發(fā)添加劑、優(yōu)化電極設(shè)計(jì)、優(yōu)化消費(fèi)工引入固態(tài)電解質(zhì)、優(yōu)化固液界面新型隔膜、新型電解液、電極平安涂層、優(yōu)化電池設(shè)計(jì)新型隔膜、新型電解液、電極平安涂層、優(yōu)化電池設(shè)計(jì)固、液電解質(zhì)結(jié)合技術(shù)、新型資料體系優(yōu)化設(shè)計(jì)、提升制造程度優(yōu)化設(shè)計(jì)、提升制造程度新型資料體系、新型制造工藝道路比能量和比功率的提升：壽命的提升：平安性的提升：本錢(qián)的控制：備注：電池壽命為全壽命周期要求。三、技術(shù)道路圖三、技術(shù)道路圖關(guān)鍵資料正極關(guān)鍵資料正極重點(diǎn)發(fā)展材料實(shí)現(xiàn)目標(biāo)差距分析實(shí)現(xiàn)路徑高鎳材料高鎳材料預(yù)計(jì)2020年比容量將突破215mAh

18、/g，2025年將突破225mAh/g。國(guó)內(nèi)僅少數(shù)廠家初步具備高鎳材料生產(chǎn)能力，但產(chǎn)品性能和穩(wěn)定性仍需進(jìn)一步提高，關(guān)鍵設(shè)備的技術(shù)水平和可靠性與國(guó)外差距較大。研究包覆元素種類、包覆量對(duì)材料表面殘余堿含量及電化學(xué)性能的影響，確定有利于降低殘余堿含量，提高材料電化學(xué)性能的最佳包覆參數(shù)組合。提高關(guān)鍵設(shè)備如氧氣氣氛焙燒設(shè)備的技術(shù)水平和可靠性。高電壓材料高電壓材料通過(guò)提高電池充電截止電壓是提升鋰離子電池能量密度最為直接有效的手段和方法，高電壓材料需要大幅提升熱安全性能和循環(huán)穩(wěn)定性能?chē)?guó)內(nèi)的生產(chǎn)線水平、品質(zhì)控制水平仍存在較大差距。對(duì)原材料逐批進(jìn)行檢驗(yàn)，對(duì)全工藝流程的各項(xiàng)工藝參數(shù)進(jìn)行有針對(duì)性的管控，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程

19、的智能化富鋰氧化物富鋰氧化物固溶體材料固溶體材料通過(guò)產(chǎn)品改性的手段在保持高容量的前提下，提高高電壓使用條件下的循環(huán)性能。富鋰氧化物固溶體材料的電壓衰減快，倍率性能差，循環(huán)穩(wěn)定性差等限制了其廣泛應(yīng)用。通過(guò)對(duì)層狀富鋰氧化物固溶體材料表面進(jìn)行多種金屬協(xié)同包覆，隔絕電解液對(duì)材料表面結(jié)構(gòu)的侵蝕；通過(guò)對(duì)材料進(jìn)行體相的高價(jià)金屬摻雜，提高材料首次充放電效率，減少副反應(yīng)的發(fā)生。其他新型材料其他新型材料磷酸錳鐵鋰型：目前材料倍率性能差，循環(huán)性能有待提高等因素制約了該類材料的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用。尖晶體鎳錳：因其高電壓和低成本以及富鋰氧化物固溶體材料因其具有較高的克容量和較寬的電化學(xué)窗口，亦在開(kāi)發(fā)和使用中，目前的重點(diǎn)是

20、提升其高溫循環(huán)性能。202020252030錳酸鋰： 115 mAh/g 磷酸鐵鋰：165 mAh/g三元資料： 210mAh/g高 電 壓 鎳 錳 酸 鋰 ： mAh/g富鋰氧化物固溶體資料：300 mAh/g錳 酸 鋰 ： 1 1 5 mAh/g 磷 酸 鐵 鋰 ： 1 6 5 mAh/g三 元 資 料 ： 2 2 0 mAh/g 高電壓鎳錳酸鋰：140 mAh/g富鋰氧化物固溶體資料：300mAh/g其他新型資料: 350 mAh/g錳酸鋰： 110mAh/g 磷酸鐵鋰： 165mAh/g三元資料： 200mAh/g 高 電 壓 鎳 錳 酸 鋰 ： 130mAh/g富鋰氧化物固溶體資料：

21、280 mAh/g經(jīng)過(guò)提高鎳含量，提高其比容量，經(jīng)過(guò)摻雜、包覆和外表處置等技術(shù)手段，提高循環(huán)性能提高電池任務(wù)電壓，提升熱平安性能和循環(huán)穩(wěn)定性能經(jīng)過(guò)產(chǎn)品改性提高高電壓運(yùn)用條件下的循環(huán)性能三、技術(shù)道路圖三、技術(shù)道路圖關(guān)鍵資料正極關(guān)鍵資料正極正極資料技術(shù)道路圖：性能提升：三、技術(shù)道路圖三、技術(shù)道路圖關(guān)鍵資料負(fù)極關(guān)鍵資料負(fù)極重點(diǎn)發(fā)展材料實(shí)現(xiàn)目標(biāo)差距分析實(shí)現(xiàn)路徑石墨石墨材料材料進(jìn)一步提升逆容量和壓實(shí)密度，并降低成本。我國(guó)石墨類材料的性能/價(jià)格比方面已經(jīng)較日本的日立化成、三菱化學(xué)、日本碳素、JFE、昭和電工等具有優(yōu)勢(shì)，石墨負(fù)極的供應(yīng)主要是中國(guó)企業(yè)，日本企業(yè)在材料改性方法和品質(zhì)控制方面各具特色。通過(guò)表面包覆

22、等技術(shù)提高材料加工性能和電化學(xué)性能，加強(qiáng)生產(chǎn)過(guò)程中材料的一致性和穩(wěn)定性控制能力。無(wú)定型碳材料無(wú)定型碳材料通過(guò)包覆和摻雜等方法提高首次效率，并優(yōu)化生產(chǎn)工藝逐漸降低成本；軟碳發(fā)展趨勢(shì)主要采用摻雜、修飾等改性處理提高其比容量和首次效率。從產(chǎn)品理化參數(shù)等指標(biāo)看，國(guó)內(nèi)企業(yè)同國(guó)外先進(jìn)企業(yè)相比，產(chǎn)品的性能相當(dāng)。材料主要缺陷需要改善，關(guān)鍵工藝技術(shù)如表面改性、材料結(jié)構(gòu)調(diào)整等需要攻克。對(duì)硬碳和軟碳進(jìn)行包覆和摻雜，有效提高其首次效率。提高前軀體制備裝置、燒結(jié)設(shè)備等的技術(shù)水平和可靠性。硅碳材料硅碳材料在保持高比容量的前提下進(jìn)一步提高庫(kù)倫效率、循環(huán)性能，并逐步降低成本。目前國(guó)內(nèi)外不少負(fù)極材料生產(chǎn)企業(yè)均已開(kāi)始布局硅碳負(fù)極

23、的開(kāi)發(fā)與商業(yè)化，但大部分處于研究階段和小規(guī)模批量化生產(chǎn)階段。主要在于關(guān)鍵工藝技術(shù)如納米化技術(shù)、材料結(jié)構(gòu)構(gòu)筑等需要進(jìn)一步提高。采用工業(yè)化硅基原料，進(jìn)行納米化，同時(shí)保證納米材料在硅碳復(fù)合過(guò)程的分散性好，防止團(tuán)聚。采用表面改性處理，控制材料的表面效應(yīng)，保持材料高比容量并提高其循環(huán)性能和穩(wěn)定性。設(shè)計(jì)合理的硅碳材料結(jié)構(gòu)，尤其是硅碳結(jié)合方式，將碳材料的循環(huán)穩(wěn)定性，骨架支撐作用發(fā)揮好，合理分散納米硅，利用好硅的高容量，同時(shí)引入無(wú)定型碳層來(lái)緩沖硅膨脹。202020252030石墨資料：360mAh/g無(wú)定型碳資料：350 mAh/g，首周庫(kù)倫效率85%硅碳資料：1000mAh/g，壽命2000次石墨資料：36

24、0 mAh/g無(wú)定型碳資料：400 mAh/g，首周庫(kù)倫效率85%硅碳資料：1200mAh/g，壽命2000次石墨資料：360 mAh/g無(wú)定型碳資料：280 mAh/g，初次庫(kù)倫效率80%硅碳資料：800mAh/g，壽命2000次經(jīng)過(guò)包覆和摻雜等方法改良無(wú)定型碳和硅碳基資料，優(yōu)化消費(fèi)工藝.提高容量、庫(kù)倫效率和循環(huán)性能，并逐漸降低本錢(qián)進(jìn)一步提高容量、庫(kù)倫效率和循環(huán)性能，降低本錢(qián)三、技術(shù)道路圖三、技術(shù)道路圖關(guān)鍵資料負(fù)極關(guān)鍵資料負(fù)極負(fù)極資料技術(shù)道路圖：性能提升：三、技術(shù)道路圖三、技術(shù)道路圖關(guān)鍵資料隔膜關(guān)鍵資料隔膜隔膜資料技術(shù)道路圖：三、技術(shù)道路圖三、技術(shù)道路圖關(guān)鍵資料電解液關(guān)鍵資料電解液電解液資料

25、技術(shù)道路圖：2020202520302025年到達(dá)：溶劑：運(yùn)用部分氟化溶劑與少量離子液體；鋰鹽：復(fù)合鋰鹽；添加劑：多功能添加劑。主要性能：電化學(xué)窗口5V，電導(dǎo)率 10-2S/m，可燃性降低，平安性提高。 2030年到達(dá)：高性能有機(jī)液體電解液；全固態(tài)無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)；固體聚合物電解質(zhì)。主要性能：電化學(xué)窗口6V，電導(dǎo)率10-2S/m，無(wú)平安隱患，長(zhǎng)壽命。2020年到達(dá)：溶劑：EC基混合溶劑；鋰鹽：?jiǎn)我讳圎}LiPF6為主；添加劑：VC/FEC。主要性能：電化學(xué)窗口300wh/kg）的基礎(chǔ)和中長(zhǎng)期發(fā)展方向。開(kāi)發(fā)新型高能量密度鋰離子動(dòng)力電池關(guān)鍵正負(fù)極材料（高鎳三元、富鋰錳基固溶體，硅碳復(fù)合材料）制備技術(shù)；

26、提升國(guó)家動(dòng)力電池關(guān)鍵材料的工程化制備技術(shù)。重點(diǎn)開(kāi)展高比容量納米硅/碳復(fù)合材料，固溶體材料和高鎳三元工程化裝備和制備技術(shù)及其應(yīng)用性能的研究工作。材料性能滿足350wh/kg及以上動(dòng)力電池的應(yīng)用要求。建成年產(chǎn)1000噸的高比容量硅基負(fù)極材料生產(chǎn)試驗(yàn)線；建成年產(chǎn)1000噸的正極材料生產(chǎn)線。行業(yè)聯(lián)合動(dòng) 力 電 池產(chǎn) 業(yè) 化 技術(shù)研究開(kāi)發(fā)350wh/kg動(dòng)力電池技術(shù)，提升電池安全性及循環(huán)壽命，使之支持電動(dòng)車(chē)行駛里程達(dá)到傳統(tǒng)汽油車(chē)水平，且降低電池成本，使電動(dòng)車(chē)經(jīng)濟(jì)性優(yōu)于傳統(tǒng)汽油車(chē)；使我國(guó)動(dòng)力電池技術(shù)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。至2020年，350Wh/kg動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力與國(guó)際水平相當(dāng)，產(chǎn)業(yè)規(guī)模與我國(guó)新能源

27、汽車(chē)發(fā)展相適配。至2025年，400Wh/kg產(chǎn)品技術(shù)經(jīng)濟(jì)性、產(chǎn)品質(zhì)量，以及全產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新能力與國(guó)際先進(jìn)水平相當(dāng)，國(guó)內(nèi)自主化率80%，國(guó)際市場(chǎng)占有率超過(guò)30%。350Wh/kg動(dòng)力電池安 全 技 術(shù) 開(kāi) 發(fā) ； 350Wh/kg動(dòng)力電池長(zhǎng)壽命研究；結(jié)合電池產(chǎn)業(yè)狀況，以降低電池成本為目的，進(jìn)行電池零部件國(guó)產(chǎn)化開(kāi)發(fā)。350Wh/kg 動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)化示范基地，實(shí)現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用。企業(yè)領(lǐng)跑四、技術(shù)創(chuàng)新需求四、技術(shù)創(chuàng)新需求行業(yè)共性技術(shù)平臺(tái)行業(yè)共性技術(shù)平臺(tái)項(xiàng)目名稱項(xiàng)目名稱必要性必要性項(xiàng)目目標(biāo)項(xiàng)目目標(biāo)研究?jī)?nèi)容研究?jī)?nèi)容預(yù)期成果預(yù)期成果實(shí)施實(shí)施方式方式儲(chǔ)能材料及動(dòng)力電池測(cè)試評(píng)價(jià)技術(shù)平臺(tái)我國(guó)尚缺乏動(dòng)力電池及關(guān)鍵材料系統(tǒng)

28、性產(chǎn)品設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)驗(yàn)證、試驗(yàn)檢測(cè)等方面研發(fā)能力，尚沒(méi)有建立系統(tǒng)性行業(yè)規(guī)范、技術(shù)要求、檢測(cè)試驗(yàn)方法，設(shè)計(jì)驗(yàn)證能力、試驗(yàn)檢測(cè)能力、產(chǎn)品規(guī)范/標(biāo)準(zhǔn)的研究能力、產(chǎn)品標(biāo)定能力亟待提升。采用現(xiàn)代檢測(cè)、分析方法和模型、軟件工具，建立電池關(guān)鍵材料原位高效定量的性能表征方法及合成、表征方法的研究平臺(tái)以及動(dòng)力電池電性能能、耐久性、環(huán)境適應(yīng)性、安全性的技術(shù)評(píng)價(jià)、設(shè)計(jì)驗(yàn)證、功能驗(yàn)證能力，大幅度降低產(chǎn)品質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)和事故風(fēng)險(xiǎn)。開(kāi)展新型關(guān)鍵材料和動(dòng)力電池的評(píng)估技術(shù)及方法研究，建立電池材料脫嵌鋰離子機(jī)理的研究方法、動(dòng)力電池性能衰退機(jī)理的研究方法、動(dòng)力電池安全性的評(píng)價(jià)方法等。 1）通過(guò)建立測(cè)試平臺(tái)獲得關(guān)鍵材料、動(dòng)力電池及系統(tǒng)的大量

29、測(cè)試數(shù)據(jù)，形成數(shù)據(jù)庫(kù)；2）有機(jī)整合各種材料相關(guān)信息，實(shí)現(xiàn)跨尺度、跨領(lǐng)域、跨學(xué)科材料信息共享與挖掘，與計(jì)算材料設(shè)計(jì)結(jié)合，建立“關(guān)鍵材料基因庫(kù)”，加速先進(jìn)材料的開(kāi)發(fā)和推廣，降低材料研發(fā)成本；3）建立新型關(guān)鍵材料、動(dòng)力電池測(cè)試和評(píng)價(jià)方法。國(guó)家主導(dǎo)動(dòng)力電池標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)研究平臺(tái)我國(guó)動(dòng)力電池標(biāo)準(zhǔn)體系尚需建立系統(tǒng)性行業(yè)產(chǎn)品技術(shù)要求、產(chǎn)品規(guī)范/標(biāo)準(zhǔn)、檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的研究能力，以促進(jìn)產(chǎn)業(yè)規(guī)范性和高效低成本的發(fā)展。2020年：建立動(dòng)力電池尺寸、電池模塊設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)體系，降低產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)成本；2025年：建立電池及模塊開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)和產(chǎn)品（功能性、耐久性、耐環(huán)境性和安全性等）評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系，系統(tǒng)性提升產(chǎn)品性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。1）動(dòng)力電池及電池系統(tǒng)產(chǎn)品尺寸標(biāo)準(zhǔn)以及動(dòng)力電池設(shè)計(jì)規(guī)范的研究；2