电动汽车用锂离子动力电池及其关键材料的产业化

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1 电动汽车用锂离子动力电池及其关键材料的产业化
轻金属及工业电化学研究所 电池事业部技术中心

2 目录 1 背景 2 电动汽车用锂离子电池现状 3 材料产业化现状 磷酸铁锂产业化 负极材料 电解液产业化 隔膜产业化 4 展望

3 能源危机与能源安全是当前世界各国面临的 严峻挑战改善能源结构，实现能源多元化是国家发展的必然选择。
1：电动汽车发展背景 —能源结构调整 能源危机与能源安全是当前世界各国面临的 严峻挑战改善能源结构，实现能源多元化是国家发展的必然选择。 马六甲海峡：承载全球原油50%、世界贸易30%、中国所需约80%运输 中国石油对外依存度：93年起进口，06达47.0%，2020年将达60%，超过美国（50%）

4 1：电动汽车发展背景—环境要求 温室效应与城市空气质量环境迫切要求清洁绿色能源 近100年中国年平均气温升高3.0～6.0℃,
我国大城市大气的主要污染源：50～90%汽车排气污染（CO、HC、NOX） 电动汽车排放可为0, 或比传统汽车降低30%以上

5 理想 现实 1：电动汽车发展背景—理想与现实 电动汽车发展对动力蓄电池的要求 储能目标 USABC PNGV FreedomCAR
▲ 高能量密度：与汽油相当？100～1000Wh/kg ▲高功率密度: 与汽油相当？300～1500W/kg ▲ 长寿命:与车同寿命? 15年？7000次 循环 ▲ 宽工作温度范围:-45～80℃ ▲ 储存与搁置性能好:长期,无显著衰减或自放电; ▲ 安全性与可靠性:好 ▲ 低成本: ≤50～100$/KWh? ▲ 与环境友好 储能目标 USABC PNGV FreedomCAR Joule … 理想 现实

6 1：电动汽车产业化现状—电动汽车分类 微混合（micro hybrids） 轻度混合（mild hybrids）
全混合（full hybrids） 外电源插座充电混合 （plug－in hybrids）

7 2：电动汽车产业化现状—分类

8 2：电动汽车用锂电池现状—不同电池性能

9 2：电动汽车用锂电池—研究与开发现状 美国：FreedomCAR and Vehicle Technologyies Program
研究开发各类电动汽车及动力电池（2007年：43亿元） 欧洲：ALISTORE Project 研究开发新型锂离子动力电池（74亿元，五年） 南韩：国家计划 研发超高容量锂离子动力电池和超级电容器（1亿元/年） 日本：NEDO 和METI 国家项目 分散型储能动力蓄电池开发（锂离子动力电池） 中国：国家863计划 研究开发各类电动汽车用镍氢和锂离子动力电池

10 2：电动汽车产业化现状—锂电与整车配套

11 2：电动汽车产业化现状—锂电与整车配套

12 2：国内外车用动力电池生产厂商分析 12

13 美国能源部锂离子电动车用储能器件的主要开发安排
2：电动汽车用锂电池—美国研发现状 美国能源部锂离子电动车用储能器件的主要开发安排

14 2：电动汽车用锂电池产业化—美国EnerDel
USA EnerDel

15 2：电动汽车用锂电池产业化—美国EnerDel
15

16 2：电动汽车用锂电池产业化—美国EnerDel
旗下的尖晶石锰酸锂/Li4Ti5O12电池优良的倍率性能、高温和常温循环寿命令业界赞叹不已！

17 2：电动汽车用锂电池产业化—EnerDel应用

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19 2：电动汽车用锂电池产业化—美国Johson Control/SAFT
高达7000次以上循环

20 2：电动汽车用锂电池—日本研发现状

21 2：电动汽车用锂电池产业化—日本Hitachi Vehicle Energy (Mn-based)
173V/5.5Ah电池组（48只串联,22.5kg） 电池组脉冲放电功率特性 电池组冷启动特性（40%SOC） （参照FreedomCAR电池测试手册） 电池组脉冲充电功率特性

22 2：电动汽车用锂电池产业化—日本GS Yuasa
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23 2：电动汽车用锂电池产业化—日本GS Yuasa
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24 动力蓄电池发展面临的主要问题 单体电池 电池组 ---宽温度下动力蓄电池长寿命、可靠与安全性急待提高--- 研发前期 研发中期 研发后期
功率特性 功率、能量等 低成本化 安全可靠性 安全、可靠等 轻量化 研发前期 研发中期 研发后期 单体电池 电池组 功率密度有待提高 温度范围有待拓宽 安全性能有待保证 新的需求有待满足 均一性能有待改善 系统集成技术有待加强 可靠、长寿命特性有待提高 电池成本有待降低

25 LFP具有高功率、低成本、高安全性、长寿命的优点
3：电动汽车产业化现状—正极材料 LFP具有高功率、低成本、高安全性、长寿命的优点

26 3：电动汽车产业化现状—正极材料 LiFePO4材料产业现状 表5 几家材料厂家 美国valence 苏州恒正 天津斯特兰 湖南瑞翔
表5 几家材料厂家 美国valence 苏州恒正 天津斯特兰 湖南瑞翔 北大先行 平均粒径D50 2-4μm 2.07μm 比容量1C >130典型值135 >130典型值140 130 振实 1.5 1.1 0.85 1.33 比表面积(m2/g) 12 17 <15 29 18.5 2000次循环后容量衰减率(%) <10 <20

27 3：电动汽车产业化现状—电解液 厂商 产量/吨 市场 宇部化学 3100 Sanyo、 NEC、 Maxell 深圳宙邦 600 中低端
三星Chiel SDI 、LGC、Lishen 北京创亚 360 三菱化学 2200 Sanyo、Sony 、MBI、LGC 汕头金光 240 Tomiyama化学 1800 主供Sony 苏州Ferro 国内高端 Mitsui化学、Kishida等 100 日本 LGC、比亚迪、E-one 1000 自需 江苏国泰华荣 2500 北京化学试剂厂 <120 雷天 天津金牛 2000 国内低端 北京昆仑化学 起步阶段 东莞市杉杉 900 ATL新能源 珠海赛纬 广州天赐 国内 上海图尔

28 谢谢大家！