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動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢

鉅大LARGE  |  點擊量:906次  |  2023年06月09日  

動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展受到國內(nèi)外廣泛關(guān)注,并已經(jīng)成為新型動力蓄電池技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向。動力鋰離子電池技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,對促使我國動力鋰離子電池及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,推動我國節(jié)能、減排和環(huán)保產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,加強我國相關(guān)產(chǎn)品的國際競爭力具有深遠影響。


在國家科技項目的重點支持下,我國動力鋰離子電池關(guān)鍵技術(shù)、關(guān)鍵材料和產(chǎn)品研已經(jīng)取得重大進展。雖然小容量功率型動力鋰離子電池技術(shù)和產(chǎn)品與國外相比仍有一定差距,但大容量動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展已經(jīng)處于國際領先水平。單體動力鋰離子電池的特性,已經(jīng)具備推廣使用的條件。動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)已經(jīng)進入到產(chǎn)業(yè)化建設和推廣使用的關(guān)鍵階段。動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)化進程已經(jīng)處于國際領先地位。


前一個階段,關(guān)注的重點聚集在動力鋰離子電池關(guān)鍵技術(shù),關(guān)鍵材料和產(chǎn)品研究上。動力鋰離子電池成組使用技術(shù)和設備研究沒有引起應有的重視,致使動力鋰離子電池成組使用技術(shù)和產(chǎn)品研究嚴重落后于電池技術(shù)的發(fā)展。動力鋰離子電池成組使用技術(shù)和產(chǎn)品研究嚴重滯后于電池技術(shù)發(fā)展的局面,已經(jīng)成為制約動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。


進入產(chǎn)業(yè)化建設和推廣使用階段后,工作重點是動力鋰離子電池成組使用技術(shù)和設備研究,建立動力鋰離子電池系統(tǒng)標準化體系,推動動力鋰離子電池系統(tǒng)集成關(guān)鍵技術(shù)、關(guān)鍵零部件和產(chǎn)品研究,以及建立動力鋰離子電池系統(tǒng)的市場支撐體系。這個工作是一個復雜的系統(tǒng)工程,不是任何一個公司能獨立完成的。惟有在**的詳盡指揮和強有力的支持下,充足調(diào)動全行業(yè)的力量才有可能完成。


在國家發(fā)展與改革委員會和工業(yè)信息化部的大力支持指揮下,十二月十九日全國動力鋰離子電池系統(tǒng)七項標準工作會議在京圓滿舉辦;二月二十七日,促使動力鋰離子電池系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略合作簽字儀式在機械科學研究總院圓滿舉辦。產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略合作明確了充足利用各自優(yōu)點,匯集行業(yè)優(yōu)點資源,由我國電子商會電源專業(yè)委員會牽頭,依托機械科學研究總院,聯(lián)合相關(guān)公司、科研院所和大專院校,以公司為主導,以促使動力鋰離子電池系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展為目的,爭取在兩年左右基本完成我國動力鋰離子電池系統(tǒng)的基礎標準化體系、公共服務體系、公共技術(shù)支撐體系和規(guī)范的市場體系建設,以實現(xiàn)促使我國動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)繼續(xù)、健康、快速發(fā)展的目標。

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一、我國動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展已經(jīng)處于國際領先水平


在國家科技項目的重點支持和良好的時代前景推動下,大功率動力鋰離子電池關(guān)鍵技術(shù)、關(guān)鍵材料和產(chǎn)品研究取得了重大進展。投資額超過10億元人民幣的錳酸鋰動力鋰離子電池研發(fā)公司—中信國安盟固利,已經(jīng)成為領軍國內(nèi)外大功率錳酸鋰動力鋰離子電池的龍頭公司。我國特種集團所屬的我國空空研究院計劃投資17元億的磷酸鐵鋰動力鋰離子電池研發(fā)公司,已經(jīng)完成第一、二期投資,形成了日產(chǎn)3萬wh以上的加工量力。投資完成后,有望形成年產(chǎn)值逾100億元的大容量磷酸鐵鋰龍頭公司。北大先驅(qū)、威利克、寰宇、海霸、比亞迪、萬向等一批動力鋰離子電池公司正在崛起。具有二十余年動力鋰離子電池成組使用技術(shù)和設備研究相關(guān)相關(guān)經(jīng)驗的機械科學研究總院歷時8年專業(yè)從事動力鋰離子電池成組使用技術(shù)和設備研究,在動力鋰離子電池系統(tǒng)集成關(guān)鍵技術(shù)、關(guān)鍵零部件和產(chǎn)品研究方面也取得重大進展。單體錳酸鋰和磷酸鐵鋰動力鋰離子電池已經(jīng)具備推廣使用的條件,也已具備動力鋰離子電池系統(tǒng)集成的技術(shù)能力。雖然在小容量高倍率功率型動力鋰離子電池方面,于國外先進水平比,還存在一定差距,但我國大容量動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化進行,已經(jīng)處于國際領先地位。


二、動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的緊要意義


動力鋰離子電池具有能量高、功率大、使用壽命長,綠色環(huán)保無污染等顯著優(yōu)勢。雖然購置成本高于鉛酸蓄電池,但全生命周期內(nèi)單位使用成本遠低于鉛酸蓄電池。即時在產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期(當前),使用成本也惟有鉛酸蓄電池的一半左右。隨產(chǎn)業(yè)化進程和規(guī)模化加工,成本還有很大的下降空間。采用高性能綠色動力鋰離子電池逐步替代鉛酸蓄電池,不僅是沖破當前大量使用鉛酸蓄電池存在的嚴重環(huán)境污染問題,通過簡單的電池包替換,即可為實現(xiàn)眾多電氣設備的綠色化,高性能技術(shù)升級。若能充足利用我國當前在大功率動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展處于處于國際領先地位的優(yōu)點,及時啟動具有重大戰(zhàn)略價值的電氣產(chǎn)品由新型動力鋰離子電池逐步替代落后的鉛酸蓄電池(如高中端UpS、電動工具、光伏電源儲能設備、風能發(fā)電儲能設備、電力設備儲能設備、電動汽車輛等),不僅可實現(xiàn)低成本提節(jié)能環(huán)保、技術(shù)升級,促使產(chǎn)業(yè)發(fā)展,若由此推動逐步取消RoS指令中有關(guān)鉛酸蓄電池的豁免指令,將使有力提高我國眾多產(chǎn)品的國際竟爭力。


推動動力鋰離子電池系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展,可以在節(jié)能減排、環(huán)保完成以下四個方面工作。

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1、我國是世界最大的動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè),但是由于發(fā)達國家將高污染的鉛酸蓄電池產(chǎn)業(yè)人為地轉(zhuǎn)移到發(fā)展我國家是我國迅速成為最大動力鋰離子電池加工國的緊要原由。推動發(fā)展動力鋰離子電池,并逐步取代污染嚴重的鉛酸蓄電池,可推動建立我國新型綠色動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。雖然在前一階段我國在大容量新型綠色動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展上處于國際領先地位,為實現(xiàn)我國綠色動力鋰離子電池大國奠定了基礎,但若不能快速處理進入產(chǎn)業(yè)化發(fā)展新階段后的新挑戰(zhàn),在美國、日本等發(fā)達國家強力支持下,很有可能失去已有的優(yōu)點。


2、動力鋰離子電池系統(tǒng)是一個包括電池管理系統(tǒng)、新型充電系統(tǒng)、新型用電系統(tǒng)的高技術(shù)集成系統(tǒng),動力鋰離子電池系統(tǒng)集成可以促生出包括新型充電系統(tǒng)、新型用電系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)、電池維護管理系統(tǒng)的新幸產(chǎn)業(yè)。


3、我國電動汽車已經(jīng)被列為中長期發(fā)展戰(zhàn)略重點項目。電動汽車的發(fā)展進程,筆直取決于動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展進程。推動動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展,可以有效推動電動汽車和基礎設施的發(fā)展。


4、建立以電池租賃為主的電動汽車公共能源供給體系,是推動電動汽車發(fā)展的必要基礎。電動汽車公共能源供給體系是一個巨大的社會化系統(tǒng)工程和巨大的潛在新興產(chǎn)業(yè)。國家電網(wǎng)在2008年四月已經(jīng)將以電池租賃為重點的電動汽車公共能源供給體系的建設列為能源轉(zhuǎn)換技術(shù)范疇(儲能移峰填谷)的重大項目,若能實現(xiàn)本提議,將為上述項目的推進奠定技術(shù)基礎。推動動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展,可帶動和促使一個龐大的綠色產(chǎn)業(yè)集群的迅速崛起,是具有重大戰(zhàn)略意義和拉動效應的新型綠色產(chǎn)業(yè)。


當前動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)已經(jīng)正在從關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)品研究階段向產(chǎn)業(yè)化建設、規(guī)模化推廣使用和市場體系建設的歷史新階段快速推進。仍將快速向產(chǎn)業(yè)化階段推進的動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)歸屬于節(jié)能于新能源汽車科研項目范疇,已經(jīng)突顯出其產(chǎn)業(yè)發(fā)展的局限性和嚴重制約其發(fā)展進程的弊端。提議將推動發(fā)展動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展,由節(jié)能與新能源汽車科研專項配套科技項目,轉(zhuǎn)列一個為促使電動產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重大產(chǎn)業(yè)化項目。節(jié)能與新能源汽車等科研項目在推動動力鋰離子電池關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)品研究階段起到了關(guān)鍵性的用途。但進入產(chǎn)業(yè)建設和市場體系建設階段后,科研體制的弊端已經(jīng)充足顯露出來。若將動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展列為重大產(chǎn)業(yè)化項目,不僅可以有效推動其產(chǎn)業(yè)化進程和市場體系的建立,也為沖破節(jié)能與新能源汽車科研項目中遇到的首要瓶頸的處理供應又一條途徑。


三、我國動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀和急需處理的問題


我國大容量動力鋰離子電池的單體電池,已經(jīng)具備了推廣使用的條件。產(chǎn)業(yè)化建設取得顯著成果。從電池單體考量,規(guī)模化加工和規(guī)模化使用的條件已經(jīng)基本成熟。但是,動力鋰離子電池是與鉛酸電池完全不同的新型蓄電池。現(xiàn)有緊要用于鉛酸電池的成組使用技術(shù)和設備(充電技術(shù)和充電設備、放電技術(shù)和放電設備、維護管理技術(shù)和維護管理設備),不能適應新型動力鋰離子電池的特點。當前發(fā)生的動力鋰離子電池燃燒、爆炸、使用壽命縮短等安全問題,緊要原由就是由于采用了實質(zhì)上仍停留在鉛酸電池技術(shù)狀態(tài)的成組使用技術(shù)和設備使用于新型動力鋰離子電池所致。新型動力鋰離子電池的產(chǎn)業(yè)發(fā)展,不僅應研究和繼續(xù)發(fā)展電池本身的關(guān)鍵技術(shù)、關(guān)鍵材料和電池產(chǎn)品,而且非得研究與其相適應的使用技術(shù)和設備。


由于在前一階段,國家支持的重點是電池的關(guān)鍵技術(shù)、關(guān)鍵材料和產(chǎn)品研究,成組使用技術(shù)和設備研究還沒有引起足夠的關(guān)注,致使新型動力鋰離子電池成組使用技術(shù)和設備研究嚴重滯后于電池技術(shù)的發(fā)展。發(fā)展到產(chǎn)業(yè)化建設和推廣使用階段后,成組使用技術(shù)和設備研究的嚴重滯后問題已經(jīng)充足突現(xiàn)出來。


當前動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展急需處理的問題是:


1、技術(shù)領域:加快新型動力鋰離子電池成組使用技術(shù)和設備研究。緊要是新興動力鋰離子電池模塊和總成集成關(guān)鍵技術(shù)、關(guān)鍵零部件和產(chǎn)品研究。目前已經(jīng)具有基本成熟的技術(shù)儲備,只要納入國家規(guī)劃體系,產(chǎn)業(yè)化有望在在一兩年內(nèi)取得實質(zhì)進展。


2、產(chǎn)業(yè)化建設:急需處理的是標準化體系和市場化的產(chǎn)品和技術(shù)保障體系建設。


除節(jié)能與新能源汽車科研項目中完成了幾個電動汽車用動力鋰離子電池標準外(還不完善),動力鋰離子電池和系統(tǒng)集成標準仍處于空白狀態(tài)。建立成熟的市場化的產(chǎn)品和技術(shù)保障體系是推廣使用包括節(jié)能與新能源汽車在內(nèi)的與新型動力鋰離子電池系統(tǒng)的基本條件。由于標準處于空白狀態(tài),不具備建立相關(guān)市場化保障體系。當前處于各供應商自成體系的局面,產(chǎn)品處于完全雜亂局面。為爭奪市場,迫使所有公司都成為閉關(guān)自鎖的獨立體系。低水平重復開發(fā)和拼盡全力去建設不可能實現(xiàn)的自主產(chǎn)品和技術(shù)保障體系。


上述問題已經(jīng)成為制約產(chǎn)品發(fā)展的緊要問題:能否迅速改變上述局面,是能否順利進入產(chǎn)業(yè)化建設和推廣使用的歷史新階段,推動新型動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)繼續(xù)、健康、快速發(fā)展的關(guān)鍵。單純依賴公司行為和科研項目是無法處理的。處理上述問題的有效途徑就是在**指揮和有效支持下,依賴行業(yè)的智慧和力量。


四、推動我國動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的提議


進入產(chǎn)業(yè)化建設和推廣使用新階段后,標準體系是市場化產(chǎn)品技術(shù)保障體系的建立是推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵基礎。上述問題的處理是一個復雜而龐大的系統(tǒng)工程,任何一個公司是無法單獨完成的。若不能迅速處理上標準化問題和市場化產(chǎn)品和技術(shù)保障問題,仍停留在現(xiàn)有狀態(tài),必然嚴重遲滯產(chǎn)業(yè)發(fā)展,有關(guān)已經(jīng)實現(xiàn)規(guī)模化投入,形成規(guī)模化產(chǎn)量的公司,將難以逃脫破產(chǎn)的結(jié)局。


為此,我們提議:


1、將新型動力鋰離子電池系成組使用技術(shù)和設備研究及產(chǎn)業(yè)發(fā)展列入重大產(chǎn)業(yè)化促使項目。項目的緊要任務和目標:


第一、建立非贏利開放性產(chǎn)業(yè)發(fā)展促使平臺,面向全行業(yè)開展技術(shù)咨詢、技術(shù)服務,推動產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。


第二、建立和完善新型動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)相關(guān)基礎標準體系,推動和協(xié)助各范疇建立相應的專用產(chǎn)品標準體系。


第三、推動和建立現(xiàn)代市場化產(chǎn)品和技術(shù)保障體系,為沖破當前自成體系的嚴重危害產(chǎn)業(yè)發(fā)展的局面。


2、建立產(chǎn)業(yè)促使平臺


鑒于推動動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的緊要涉及電源行業(yè),提議在工業(yè)和信息化部相關(guān)部門的指揮和有效支持下,由我國電子商會電源專業(yè)委員會牽頭,聯(lián)合相關(guān)科研院所、公司和大專院校,建立以推動動力鋰離子電池系統(tǒng)集成關(guān)鍵技術(shù)、關(guān)鍵零部件和產(chǎn)品研究、產(chǎn)業(yè)發(fā)展和市場化保障體系建立的產(chǎn)業(yè)促使平臺:“動力鋰離子電池系統(tǒng)工作委員會”。


3、加快標準化工作


當前最急切的是盡快制定基礎標準體系,以指揮和規(guī)范產(chǎn)業(yè)發(fā)展。九五、十五和十一五僅由電動汽車科研項目主導動力鋰離子電池相關(guān)標準的局限性已充足顯現(xiàn)。組織不受公司利益和單一科研課題局限,面向行業(yè)發(fā)展的標準化機構(gòu)已經(jīng)迫不容緩。提議由電源行業(yè)協(xié)會牽頭,依托具有中性化特點的,具有技術(shù)能力的科研院所,聯(lián)合國內(nèi)骨干公司,建立“全國動力鋰離子電池系統(tǒng)標準技術(shù)委員會”。依據(jù)行業(yè)特點,該技術(shù)委員會依托我國機械標準化委員(Jb)會建立更接近產(chǎn)業(yè)和技術(shù)范疇。


4、建立現(xiàn)市場化代產(chǎn)品和技術(shù)保障體系


通過建立標準體系,以推廣使用引導(非強制)性產(chǎn)品互連認證標識,推動和促使市場化技術(shù)和產(chǎn)品保障體系建立,為規(guī)模化推廣使用奠定基礎。即對符合產(chǎn)品標準和符合互連規(guī)范的動力鋰離子電池系統(tǒng)相關(guān)產(chǎn)品和零部件推行自愿性互連產(chǎn)品認證,用戶只要通過市場采購通過互連認證的產(chǎn)品,即可五需二次開發(fā)完成系統(tǒng)集成,形成用戶系統(tǒng)。


為此應進行以下工作:


(1)建立動力鋰離子電池系統(tǒng)研究實驗平臺


提議在工業(yè)和信息化部的指揮和有效支持下,由電源行業(yè)協(xié)會牽頭(可由動力鋰離子電池系統(tǒng)工作委員會詳盡組織),依托具有技術(shù)能力和中性特點的科研,建立一個非贏利開放性“動力鋰離子電池系統(tǒng)集成研究實驗平臺”,為行業(yè)供應技術(shù)服務和互連認正。


(2)推廣使用產(chǎn)品互聯(lián)認證標識


動力鋰離子電池系統(tǒng)涉及多種技術(shù)范疇和產(chǎn)業(yè)范疇。推廣使用非強制性(自愿參與)的產(chǎn)品互聯(lián)認證標識,是推動動力鋰離子電池系統(tǒng)集成相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和規(guī)范產(chǎn)品市場的有效途徑。提議在工信部詳盡指揮下結(jié)合標準化工作和技術(shù)平臺建設,推動該項工作的開展。


(3)建立開放性非盈利公共技術(shù)服務平臺


新型動力鋰離子電池系統(tǒng)集成是一個新興技術(shù)范疇,相關(guān)技術(shù)支持是推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展急需處理的問題。提議在工信部指揮和支持下,匯集國內(nèi)已有的技術(shù)資源,依托電源專業(yè)委員會“動力鋰離子電池系統(tǒng)工作委員會”組建高級專業(yè)組,建立面向行業(yè)的技術(shù)咨詢、技術(shù)服務公共支撐平臺,是推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展的緊要措施。


五、提議**指揮和支持及時轉(zhuǎn)移到促使產(chǎn)業(yè)化發(fā)展


動力鋰離子電池系統(tǒng)集成涉及到關(guān)鍵零部件及、通訊和控制網(wǎng)絡、接口和通訊協(xié)議等產(chǎn)品,涉及電力、電子、計算機、自動控制等多種高新技術(shù)和產(chǎn)業(yè)范疇,及涉及到復雜的標準體系。產(chǎn)品市場幾乎涵蓋了能源、交通、民生、特種等各行業(yè)。


以節(jié)能與新能源汽車重大專項等國家重點科研項目對動力鋰離子電池關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)品研究起到了巨大推動用途,由此在短短十年左右,我國大容量動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展取得了領先于國際的重大成果,并開始進入產(chǎn)業(yè)化建設和推廣使用的歷史新階段。進入新的發(fā)展時期,原有的科研體制已經(jīng)不能適應產(chǎn)業(yè)發(fā)展的進程。由原有的科研體制轉(zhuǎn)入產(chǎn)業(yè)化體制,必要存在巨大的慣性阻力(局部利益問題)。若不能在短時間實現(xiàn)體制的轉(zhuǎn)移,必然嚴重制約產(chǎn)業(yè)的繼續(xù)發(fā)展。**的引導和支持,是實現(xiàn)由科研體制向產(chǎn)業(yè)化體制轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵。國家產(chǎn)業(yè)主管部門應盡快探索體制轉(zhuǎn)變的問題,將支持的重點由科研項目轉(zhuǎn)變?yōu)橐援a(chǎn)業(yè)發(fā)展為重點。


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