車用鋰電池是混合動(dòng)力汽車及電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池，由于鎳氫電池的一些技術(shù)性能如能量密度、充放電速度等已經(jīng)接近到理論極限值，鋰電池由于能量密度高、容量大、無記憶性等優(yōu)點(diǎn)，得到汽車廠商與電池生產(chǎn)廠商的一致認(rèn)可，目前各國研發(fā)的重點(diǎn)是鋰離子電池。

目錄在我國的背景及發(fā)展優(yōu)勢關(guān)鍵技術(shù)前景展望

在我國的背景及發(fā)展優(yōu)勢

當(dāng)前，全球溫室氣體排放總量持續(xù)攀升，二氧化碳排放中，25%來自汽車。

在我國，汽車排放的污染已成為城市大氣污染的重要因素。我國二氧化碳排放量已居世界第二，很快會(huì)居世界第一。減排二氧化碳的壓力將越來越大。

如何滿足汽車對石油的需求，如何降低汽車對環(huán)境的破壞是關(guān)系國家能源安全的大問題。據(jù)此，中投顧問汽車行業(yè)分析師李勝茂認(rèn)為，鋰電汽車本身是零排放的，發(fā)展電動(dòng)汽車可以大大減少有害氣體排放。發(fā)展鋰離子電池電動(dòng)汽車不僅以電代石油、減少溫室氣體排放，又能儲(chǔ)存電網(wǎng)谷電，一舉三得。我國發(fā)展鋰電汽車既有可與發(fā)達(dá)國家相競爭的技術(shù)優(yōu)勢，又--99有發(fā)達(dá)國家所沒有的資源優(yōu)勢和市場優(yōu)勢。我國小功率鋰離子電池早已產(chǎn)業(yè)化，形成上下游結(jié)合的完整產(chǎn)業(yè)鏈，電池產(chǎn)品超過世界市場的1/3，中日韓三國已成三足鼎立之勢。鋰離子動(dòng)力電池在技術(shù)上已經(jīng)達(dá)到國際先進(jìn)水平，產(chǎn)業(yè)化條件也已基本成熟，具備參與國際競爭的實(shí)力。鋰電汽車的主要關(guān)鍵部件是鋰離子動(dòng)力電池和永磁同步電機(jī)。

我國發(fā)展鋰電汽車在資源上具有獨(dú)特的有利條件。鋰離子電池的原材料在我國來源極為廣泛。我國是世界鋰資源大國，特別是青海和西藏的鹽湖有大量鋰資源，鹽湖的開發(fā)不僅為低成本鋰離子電池提供原材料，也有利于西部地區(qū)的發(fā)展。同時(shí)，錳、鐵、釩、磷等在我國都是富產(chǎn)資源。永磁同步電機(jī)具有體積小、重量輕和效率高的特點(diǎn)，而我國是稀土永磁材料大國，為鋰電汽車提供了材料保證。只有以鋰離子電池為動(dòng)力的純電動(dòng)汽車才是我國在激烈的國際競爭中難得的一次歷史機(jī)遇。正如一家著名的咨詢公司的結(jié)論：通過發(fā)展電動(dòng)汽車，“中國有可能據(jù)此在全球汽車業(yè)第三次技術(shù)革命中走到世界前列”。鋰離子電池的新突破已經(jīng)使電動(dòng)汽車的成本大大降低、性能有了很大提高，市場化近在眼前。迅速推進(jìn)鋰電汽車的產(chǎn)業(yè)化是符合我國國情的戰(zhàn)略選擇。鋰電汽車是我國在激烈的國際競爭中難得的一次歷史機(jī)遇。鋰電汽車將帶來一場“能源革命”和“產(chǎn)業(yè)革命”。

面對日益枯竭的石油資源，尋找過渡能源或者新能源成為各大汽車廠商的共識(shí)，不排除有一天像數(shù)碼相機(jī)取代傳統(tǒng)膠卷相機(jī)一樣，傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)在一夜之間被電池動(dòng)力技術(shù)取代。

關(guān)鍵技術(shù)

這里有許多問題成為鋰離子蓄電池技術(shù)是否成功的關(guān)鍵所在，因?yàn)槌晒Φ膭?dòng)力來源對電動(dòng)車來說也是至關(guān)重要的，它們包括：

●標(biāo)準(zhǔn)化

一些從事鋰離子蓄電池技術(shù)開發(fā)的日本研究者和公司正在按照電壓范圍尋找標(biāo)準(zhǔn)化的解決措施。根據(jù)電壓標(biāo)準(zhǔn)，蓄電池的性能取決于蓄電池包的成本(較高電壓的成本會(huì)更高，因?yàn)殡姵氐膹?fù)雜性、溫度的管理和監(jiān)測問題帶來的結(jié)果)和因電池固有的較高電壓所帶來的能量的損失及控制系統(tǒng)的復(fù)雜性這兩者之間的博弈。日本工程師愿意調(diào)整兩個(gè)充電的標(biāo)準(zhǔn)：144V對輕微混合動(dòng)力車，288V對混合動(dòng)力車。然而1/4的市場幾乎對電壓標(biāo)準(zhǔn)化都沒有反應(yīng)。

●蓄電池技術(shù)

持續(xù)發(fā)展的蓄電池技術(shù)構(gòu)成了未來鋰離子蓄電池成功的重要組成部分。現(xiàn)有許多不同的蓄電池材料和化學(xué)成分被很多的蓄電池公司研發(fā)和測試。具有競爭性的發(fā)展過程將會(huì)加速該項(xiàng)技術(shù)的商業(yè)化，因?yàn)閮?yōu)質(zhì)的蓄電池會(huì)開發(fā)，并投入生產(chǎn)。最終，蓄電池技術(shù)將在中短期時(shí)間里界定混合動(dòng)力車和電動(dòng)車的競爭差異。

●控制裝置

如果在考慮之中的電動(dòng)車是混合動(dòng)力車的話，那么在蓄電池的管理和蓄電池與電機(jī)的綜合性能上就要考慮控制回路技術(shù)。

●周期

要求用于混合動(dòng)力和電動(dòng)車的蓄電池必須有接近傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)車的使用周期，那就是10年或16萬km。早期的混合動(dòng)力車，如豐田的Prius和本田的Insight大約是這個(gè)周期，它們采用的現(xiàn)有鎳金屬技術(shù)，證明了其可靠性。也希望現(xiàn)在的鋰離子蓄電池技術(shù)能達(dá)到這個(gè)目標(biāo)。為什么不是現(xiàn)在？與常用的鎳氫蓄電池相比，鋰離子蓄電池的競爭優(yōu)勢在于，具有較高的動(dòng)力和能量密度性能，同時(shí)具有較強(qiáng)的充電和放電效果。在向混合動(dòng)力、插電式混合動(dòng)力及純電動(dòng)車轉(zhuǎn)型的過程中，鋰離子蓄電池是必不可少的。

前景展望

盡管制造商和他們的蓄電池合作伙伴投入了大量資金，但一些工業(yè)和技術(shù)專家的觀點(diǎn)是鋰離子蓄電池并沒有代表電動(dòng)汽車的能源儲(chǔ)存的長期未來方向，能夠認(rèn)識(shí)到這點(diǎn)非常重要。

研發(fā)雪佛萊Volt車涉及到的一些主要問題與鋰離子蓄電池包或未試驗(yàn)過的插電式充電技術(shù)的先進(jìn)性能沒有直接聯(lián)系。然而，具有能量效率的附件系統(tǒng)的研發(fā)已成為需要去克服的主要問題，因?yàn)檫@些系統(tǒng)必須確保蓄電池的能量能驅(qū)動(dòng)汽車。在完全混合動(dòng)力汽車上的低牽引音響系統(tǒng)、低功率的前燈和尾燈、以及其它的附件系統(tǒng)都必須優(yōu)化，以便它們不會(huì)像普通汽車消耗的功率那么大。研發(fā)這些附件系統(tǒng)所需的成本和時(shí)間已成為通用研發(fā)團(tuán)隊(duì)感到頭痛的主要問題之一。這些元件的成本成為了在鋰離子作為輕型汽車動(dòng)力源的快速發(fā)展過程中的攔路虎之一。然而，Volt車在2010年的發(fā)行和其它鋰離子完全混合動(dòng)力車及純電動(dòng)車在未來五年的發(fā)行時(shí)，會(huì)帶來經(jīng)濟(jì)效益，產(chǎn)生一個(gè)良性循環(huán)。即使本田和豐田在其新一代混合動(dòng)力汽車上堅(jiān)持使用鎳金屬蓄電池技術(shù)的決定會(huì)在短期內(nèi)產(chǎn)生一些影響，但新的鋰離子蓄電池技術(shù)會(huì)使混合動(dòng)力汽車和純電動(dòng)車的銷量增加。同時(shí)我們也應(yīng)注意到，在未來的十年里，還有許多其它因素會(huì)刺激混合動(dòng)力車的需求，這些因素包括高的燃油價(jià)格，更嚴(yán)格的排放規(guī)定以及社會(huì)對環(huán)境更多的關(guān)心程度。

鋰離子蓄電池技術(shù)具有潛力成為純電動(dòng)城市汽車大量普及的催化劑。電動(dòng)車因其充電周期和行程范圍而具有的靈活性成為城市與郊外之間的交通可接受的解決辦法。世界上大多數(shù)城市正計(jì)劃制定更嚴(yán)格的措施限制常用汽車的入城條件，例如在倫敦就要收取擁堵費(fèi)。而且許多的倡議者提出，用核能或其它如風(fēng)能和太陽能來充電的全電動(dòng)汽車才是唯一的真正的無碳輕型汽車。這意味著環(huán)境正在慢慢改變，將會(huì)在世界的許多城市中看到越來越多的純電動(dòng)車的出現(xiàn)。當(dāng)然仍有一些問題有待解決，那就是全電動(dòng)汽車需要建立足夠的充電地點(diǎn)，但比起氫燃料蓄電池車存在的問題又要簡單得多。在未來的六年多的時(shí)間內(nèi)，雷諾被預(yù)測是生產(chǎn)全電動(dòng)汽車最多的廠家，到2014年，在全球上路的車輛會(huì)達(dá)到一百萬輛。然而這個(gè)數(shù)字過于樂觀，因?yàn)镚I預(yù)測在2014年全球的電動(dòng)輕型汽車的產(chǎn)量不會(huì)超過10萬輛。

由于鋰離子的功率和能量性能，它取代現(xiàn)有的鉛酸和鎳金屬混合蓄電池已成為必然趨勢。鋰離子蓄電池在其性能上取得的一步步進(jìn)步，至少讓純電動(dòng)車和完全混合動(dòng)力車在短至中期里占據(jù)著重要位置。外部的因素也有可能在相對短時(shí)間內(nèi)導(dǎo)致該數(shù)字的快速上漲。即將出臺(tái)的環(huán)境保護(hù)立法，如歐洲計(jì)劃在2012年~2015年限制汽車的CO2排放達(dá)到120g/kg，以及加利福尼亞州的零排放計(jì)劃，均著眼于把公用車和私用車的消費(fèi)引入對電動(dòng)汽車的大量需求上來。在中國對低排放汽車的快速需求的增長會(huì)刺激對人們對電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力車的潛在的巨大需求，以及會(huì)對應(yīng)用在汽車中的鋰離子蓄電池和附件的成本降低起到一定的作用。