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全球动力电池竞争四起协同创新成产业发展主似的

发布时间:2021-07-18 03:18:57 阅读: 来源:玻璃粉厂家

全球动力电池竞争四起 协同创新成产业发展主题

从世界范围来看,电动汽车已经成为各国汽车产业发展的战略方向,主要汽车国家及企业纷纷加快创新驱动和融合发展,产业形势正在发生着深刻变化。其中,动力电池的进步成就了今天的电动汽车,也决定着未来电动汽车市场化的步伐。

为了能够率先掌握动力电池的核心技术,引领电动汽车发展,世界主要发达国家均制定了国家层面的动力电池研究发展规划,大力支持动力电池技术和产业的发展,这也让全球动力电池的竞争格局显得更加“残酷”。下面,我们来看看几个主要汽车大国在车用动力电池技术上都做了哪些“功课”。

各国动力电池发展现状及规划

1、美国

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2013年1月,美国能源部所属的能源效率及可再生能源办公室发布了“电动汽车无处不在大挑战蓝图”(EV everyWhere grand challenge blueprint14、地脚螺栓),其中锂动力电池是一个重要组成部分。

到2022年,在设置的动力电池系统技术指标中,电池系统质量能量密度要达到250Wh/kg,体积能量密度为400Wh/L,比功率为2000W/kg,成本达到125美元/kWh。其中,短期目标(2012—2017)采用高容量正极材料、高电压电解液和高容量锡基或硅基合金负极材料,可使电池系统的质量能量密度由100Wh/kg提高到 250Wh/kg。长期目标(2017—2027)则主要支持后锂离子电池技术的开发,如锂硫、锂空气、镁离子及锌空气电池等,在寿命、能量效率、功率密度以及其他重要性能参数等方面开展深入的研究工作,以实现其商业化应用。

日本动力电池研发路线图和行动计划主要由日本经济产业省下属的新能源与工业技术开发组织(NEDO)牵头制定。

NEDO在2013年重新发布了二次电池技术路线图,提出了电动汽车用及固定式用二次电池的技术指标,其中对于车用动力电池的功率密度、能量密度及寿命等设置了明确的目标。至2020年,主要是开发基于高容量正、负极材料的新一代锂离子电池;至2030年,主要是基于新体系电池的开发,如金属空气电池、无机全固态电池、多价阳离子电池等。

日本车用动力电池的主要技术指标

3、德国

德国政府为推动电动汽车的发展,制定了国家电驱动平台计划(NPE),推动动力电池的发展,并提出了动力电池系统主要性能参数(2014——2020):2014年重量能量密度为105Wh/kg,成本为400美这里提示各位消费者要注意元/kWh;2017年为110Wh/kg和300美元/kWh,2020年为130Wh/kg和280美元/kWh。德国电驱动平台设置的动力电池系统技术指标如下图所示:

动力电池系统的持续改进和后锂离子电池技术的开发是提升能量密度的关键,从而提高新能源汽车的续驶里程。基于技术的进步,2025年电池系统体积能量密度将实现倍增,达到280——300Wh/L的水平;同时随着大规模生产和电池化学体系的改进,电池系统的成本将降至200美元/kWh以下。未来有可能在不增加电池系统成本的情况下续驶里程实现倍增达到400km,或者在目前续驶里程200km的情况下成本降低一半以上。

4、中国

2016年10月,我国发布《节能与新能源汽车技术路线图》,综合分析了新能源汽车需求和动力电池技术不叫实验机发展趋势,提出我国动力电池发展大致分为三个阶段:

至2020年,动力电池技术提升阶段,新型锂离子电池实现产业化。能量型锂离子电池单体比能量达到350Wh/kg,能量功率兼顾型动力电池单体比能量达到200Wh/kg;

至2025年,动力电池产业发展阶段,新体系电池技术取得显著进展。固态电池、锂硫电池、金属空气电池等新体系电池技术不断取得突破,比能量达到400Wh/kg以上;

至2030年,动力电池但是产业成熟阶段。新体系电池实现实用化,电池单体比能量达到500Wh/kg以上,成本进一步下降;动力电池技术及产业发展处于国际领先水平。

图注:中国节能与新能源汽车技术路线图(能量型电池)

图注:中国节能与新能源汽车技术路线图(功率型电池)

国际技术发展态势分析

各国基本形成了政产学研的开发体制,积极开展锂离子动力电池的技术攻关研究,主要表现为三个层次:锂离子电池的实用化技术(近期产业化技术研究),锂离子电池的高性能化技术(近中期性能提升研究)和创新性电池大幅度的高性能化技术(中长期探索理论性研究)。

在2020年左右,动力电池系统的能量密度基本达到250Wh/kg,循环寿命达到10年、1000次,系统成本在200美元/kWh左右。在该阶段,动力电池技术提升主要是基于高容量正负极材料的新一代锂离子电池。

在年左右,动力电池系统的能力密度基本达到300kWh/kg,电池寿命达到15年左右,系统成本下降至120美元/kWh左右。在该阶段,动力电池技术提升主要是基于新体系电池,比如锂硫电池、金属空气电池、全固态电池等。

从美、日、德等国家在动力电池技术上的发展现状及规划中可以看出,当前几个主要汽车大国已经转向了电动汽车,逐步加大了对动力电池技术的研发支持。当前国际竞争形势愈演愈烈,全球动力电池产业竞争格局正在重塑,行业洗牌加速,领先企业的市场份额逐渐扩大,逐渐成为“独角兽”。同时,下一代电池新技术的成熟可能随时引发电池产业革命,实现行业颠覆。技术创新、成本控制和投资规模成为

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