动力锂离子电池

锂离子电池概况

由于日益紧迫的能源与环境保护压力，许多国家竞相开发绿色能源技术，其中尤其以电动汽车应用为代表的动力锂离子电池领域发展最为迅速。国内外企业都紧盯着这一大蛋糕，纷纷投入资金和人力进行研究并逐步实现产业化，希望能在未来获得巨大的收益回报。为此，我们特别约请业内专家及厂商代表，请他们畅谈未来动力锂离子电池的发展前景及如何把握市场机遇。

动力锂离子电池目前的发展现状？

·我国的锂离子电池研究发项目一直是国家“863”的重点项目，大部分材料实现了国产化，国内已自建和引进多条生产线，配套材料厂也有多个，均已形成大规模生产。

·动力锂离子电池目前正处于产业的导入期。

黄学杰

长期以来，许多发达国家把电动汽车列为主要攻克的目标，美国支持多个国家实验室和企业一起承担车用锂离子电池的开发工作。欧盟则制定了高比能量蓄电池的发展计划，采用规划和计划的手段，保证了基础研究的连续性，并不断产生出阶段成果。日本在锂离子电池领域具有垄断地位，索尼、三洋电机、松下电池、NEC等著名公司都建有大规模锂离子电池生产厂，而且大多数制造商除了保持和扩大原有品牌的产量外，都在利用各自的优势开拓锂离子动力电池新产品。总的来看，日本仍然是动力锂离子电池技术领先的国家，其动力锂离子电池及其关键材料量产技术已经成熟，性能已几乎满足电动汽车需求。

10多年来，我国的锂电池产业，从无到有，从小到大，发展很快，生产能力仅次于日本。我国的锂离子电池研发项目一直是国家“863”的重点项目，大部分材料实现了国产化，国内已自建和引进多条生产线，配套材料厂也有多个，均已形成大规模生产，市场竞争激烈，主要是产业投资推动。

锂离子动力电池产品首先应用于电动自行车，已经批量进入市场。汽车电池方面，国内也有多个单位的锂离子动力电池已经装车进行示范运行，但总体水平离真正商业化尚有距离，单体电池在寿命和一致性方面和日本产品有明显差距，电池管理系统和电池组技术水平也亟待提高，关键材料的水平和产业化能力也还需要进一步提高。

曹建华

经过几年的研究，各国的动力锂离子电池发展取得了很大进步，正极材料主要是磷酸铁锂和锰酸锂，在容量、安全性、循环寿命等多方面都已经完全能适应动力设备的要求，在电动自行车、混合电动力车、纯电动车、电动船、UPS 电源以及其他一些储能装置上已经开始应用，但大批量的应用还需要一定的时间，大概就是在这两年。国内外企业都紧盯着这一大蛋糕，纷纷投入研究并实现产业化，希望能在未来获得巨大的收益回报。

林道勇

作为电动汽车、电动自行车、电动工具等可移动用电器具的核心能源部件的动力电池的发展成为左右电动汽车发展的关键因素，因此加大电池及其相关材料的研究与开发具有举足轻重的意义。

而动力电池中的锂离子电池由于具有重量轻、体积小、寿命长、电压高和无污染等特点，有“终极电池”之称，从而受到市场的广泛青睐，逐步取代了镍氢、镉镍等电池。

从锂离子电池使用的正极材料角度可以将目前的锂离子电池分为：钴酸锂电池、三元材料电池、锰酸锂电池以及磷酸亚铁锂电池。

手机、笔记本电脑等的电池一般是钴酸锂电池和三元材料电池，这是因为钴酸锂和三元材料的比能量比较高，在一个较小的体积内能够储存较多的电能，但它的安全性较差，所以只适用于小型电池。

而锰酸锂和磷酸亚铁锂的比能量虽然较低，但安全性较高，所以比较适用于中等容量的动力电池，这已经是国际上一个比较认可的技术选择。而大容量动力电池的大规模应用还有待阻燃电解液、高熔点隔膜、高稳定性充电态负极材料的发展。

由于磷酸亚铁锂电池具有极高的循环性能，较好的安全性能，另外其成本远低于钴酸锂、镍酸锂和三元材料，虽然目前其电池成本远高于锰酸锂，但如果产量大，有望降到和锰酸锂相当的水平，因为磷酸铁锂以铁、磷为原料，其来源丰富，价格低廉，因此有望在未来几年内大批量用在锂离子动力电池中。

王绍兰

动力锂离子电池目前正处于产业的导入期。电池相关技术已经成熟，各有特色，许多测试标准化正在进行中，迈向量产。电池包及电池管理系统相关应用尚未标准化，处于各自发展的状态。

冯祥明

锂离子动力电池的发展涉及电池制造、应用和市场认可等方面。就电池制造而言，现在已经可以生产出满足不同需要的动力锂离子电池，其应用主要包括各种电动车辆、电动工具等。但是其广泛应用还需要市场的认可，目前欧美的一些公司已经开始采购动力锂离子电池应用于电动工具和电动汽车领域，国内的应用也处在起步阶段。在6月27日刚刚结束的天津第8届中国国际电池技术交流展览会(CIBF2008)上数家公司展出了应用于汽车启动、电动工具、电动自行车、电动汽车和混合动力电动汽车的动力锂离子电池和电池组。

毛玉华

动力锂离子电池发展已有较长的时间，最早研究应用于电动工具、电动自行车、电动摩托车等，现在主要研究应用于纯电动车、混合动力汽车等。

市场预计2020年，混合动力汽车将占据整个汽车市场30%的份额。我国的中信国安盟固利最早将锂离子锰酸锂动力电池应用于奥运会纯电动大巴上。江浙一带则在2006年开始大力发展电动自行车、电动摩托车、纯电动汽车和混合动力汽车等。

与之相配套的动力电池的研究也在迅猛发展，最早应用于动力汽车的是镍氢电池，由于其存在能量密度和功率密度较低、寿命短、具记忆效应等缺陷，因此难以迅速发展。目前在储能领域最好的是锂离子动力电池，能量密度和功率密度高、寿命长达10年、无记忆效应、重量轻。

目前国内动力电池生产厂家有很多，研究的厂家更多，已大批投产的有江苏星恒电池、万向集团、雷天电池、中信国安盟固利等。锂电池产品性能已能完全满足纯动力汽车和混合动力汽车的需要。生产锂离子电动工具、电动自行车、电动摩托车的电池厂商就更多了，包括业翔晶科、汇龙科技、武汉力兴等一大批公司。

其鲁

二次电池的发展成为阻碍电动汽车实用化进展的主要瓶颈。目前，锂离子二次电池因其在能量密度、电压以及无记忆效应等方面的优势而备受研究人员的青睐。

LiMn2O4（锰酸锂）系列材料具有原料资源丰富、成本低廉、安全性好、无环境污染、制备容易等优点，使其成为动力锂离子电池最有希望的正极材料。

阻碍动力锂离子电池发展的瓶颈是什么？如何突破这些瓶颈？

·目前令锂离子电池发展受限的瓶颈还是成本。

·系统应用的标准化也是制约动力锂离子电池发展的瓶颈。

黄学杰

基于我国快速发展的电池产业发展纯电动汽车产业是实现我国汽车工业跨越式发展的重大机遇，动力电池产业也迎来了前所未有的机遇，目前，制约我国的动力电池产业发展的因素主要在部分关键材料、制造工艺和装备等方面，唯有研究单位、材料企业、电池企业一起联合攻关，才能取得突破，需要统筹安排，特别是行业共性技术，如能形成有效的联合攻关和技术转移机制，将有利于行业技术水平的快速提升。

曹建华

目前令锂离子电池发展受限的瓶颈还是成本。成本是两方面的，一方面是电池本身的成本，另一方面是为锂电池电动车配套的充电设施成本。举个简单的例子，配备一台电动自行车的36V、10Ah铅酸电池价格约400元，而36V、10Ah动力锂离子电池则需要花约1200元，整整是铅酸电池的3倍，尤其重要的是，一台配备铅酸电池的电动自行车才1800元，而配备锂离子电池的相同电动自行车则需要2600元，锂离子电池在其中占了46%。相比较而言，动力锂离子电池在混合动力车和纯电动车等装置上应用的成本比重就更大了，因为还需要相配套的充电站网络提供方便快捷的充电。因此，降低成本成为动力锂离子电池应用的重中之重，目前可以从以下途径来降低成本：

第一，降低锂离子电池的主要材料成本，尤其是隔膜和电解液成本，目前的隔膜和电解液中的六氟磷酸锂基本靠进口，如果实现国产化则可大大降低制造成本，目前国内已经有两三家企业突破了隔膜制造技术，开始批量生产，但还不能完全替代进口隔膜。