電子科技肖成偉：電池的儲能安全和一致性問(wèn)題

中國電子科技集團公司第十八研究所肖成偉主任

　　為構建全球汽車(chē)界領(lǐng)域、中國政府高層官員以及行業(yè)精英公開(kāi)、權威和極具影響力的交流平臺，引導全球汽車(chē)工業(yè)健康、可持續發(fā)展，中國汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì )(CAAM)與世界汽車(chē)組織共同舉辦全球汽車(chē)界領(lǐng)袖盛會(huì )“OICA中國論壇”。以下為中國電子科技集團公司第十八研究所肖成偉主任講話(huà)實(shí)錄。

　　肖成偉：各位來(lái)賓下午好！我的發(fā)言分三個(gè)部分。

　　其實(shí)大家可以從這個(gè)表上看一下，整個(gè)中國汽車(chē)的產(chǎn)業(yè)處于快速發(fā)展的態(tài)勢，無(wú)論是到2020年還是2030年，無(wú)論是汽車(chē)保有量還是千人的擁有輛處于比較快速增長(cháng)的階段。如果能夠達到歐美的這樣一個(gè)千人比例的話(huà)，我想中國汽車(chē)保有量會(huì )處于非常驚人的數字。

　　這個(gè)就是從1994年一直到現在，整個(gè)汽車(chē)的就是中國汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的這樣一個(gè)銷(xiāo)售輛的這樣一個(gè)柱狀圖，從這個(gè)柱狀圖來(lái)看，中國整個(gè)的汽車(chē)產(chǎn)業(yè)，無(wú)論是同產(chǎn)業(yè)還是銷(xiāo)售量處于快速發(fā)展的階段。尤其是2010年中國汽車(chē)的銷(xiāo)售量超過(guò)了1800萬(wàn)輛，在2011年這個(gè)數據預計會(huì )超過(guò)2000萬(wàn)輛。

　　汽車(chē)產(chǎn)業(yè)這樣的快速發(fā)展，對中國的能源需求提出了一些嚴峻的考驗。尤其是在石油需求的方面，大家從這個(gè)圖里可以看一下，從1995年到2010年整個(gè)中國進(jìn)口的石油，處于一個(gè)相對的比較快速的階段。同時(shí)石油的對外的依存度在2010年達到了53.8%。隨著(zhù)整個(gè)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，有的人預測將來(lái)有可能超過(guò)70%的石油依存度的情況。同時(shí)，中國對二氧化碳的這樣一個(gè)減排也做了一個(gè)莊嚴的承諾。實(shí)際上在2020年的時(shí)候，整個(gè)的二氧化碳的減排要在現在2005年的基礎上，要降低40%到45%。同時(shí)非化石能源，就是可再生能源的比例到2020年要占到15%左右的情況。同時(shí)實(shí)際上，大家可以看一下，在汽車(chē)里做比較大的貢獻，整個(gè)中國二氧化碳的減排，現在的水平，目前是燃油消耗水平是一百公里大概是8.06升這樣的水平。二氧化碳大概是101克左右。

　　中國為了應對這樣汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，尤其是能源的快速增長(cháng)的態(tài)勢，在汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的方面做了一個(gè)比較大的技術(shù)研發(fā)的規劃包括這樣的一個(gè)項目，尤其是我們在“863”項目做的規劃，我們成為三縱三橫的布局，就是燃料電池、混合動(dòng)力、純電動(dòng)汽車(chē)作為三縱，電機、電池、電動(dòng)作為三橫。

　　同時(shí)目前由公信部牽頭制定中國新能源汽車(chē)的規劃，在規劃里的一個(gè)重點(diǎn)就是汽車(chē)的電動(dòng)化，我們會(huì )以純電動(dòng)作為中國汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的一個(gè)支持的重點(diǎn)，優(yōu)先來(lái)支持它，來(lái)進(jìn)行相應的研發(fā)和工作。同時(shí)我們在混合動(dòng)力汽車(chē)節能技術(shù)方面我們會(huì )給予相應的汽車(chē)的支持。做了這樣的一個(gè)比較在里面，我們從常規的燃油車(chē)，包括我們的燃氣汽車(chē)，包括我們的電動(dòng)車(chē)，包括我們的燃氣汽車(chē)的整個(gè)二氧化碳排放這塊，我們從油井到車(chē)輪，同油井到油箱的這些，我們做了相應的比較。從這里面看，以鋰離子電池為車(chē)載能源的這樣的純電動(dòng)汽車(chē)，它的二氧化碳的排放，實(shí)際上是在每公里大概143克，這樣一個(gè)水平。那相對其他的這樣一些企業(yè)，比如說(shuō)燃油車(chē)的一些排放。還是處于一個(gè)比較好的水平。所以說(shuō)，從這個(gè)角度來(lái)說(shuō)，發(fā)展純電動(dòng)車(chē)對于整個(gè)中國二氧化碳減排做出比較大的貢獻。

　　在科技部支持的這些電動(dòng)汽車(chē)研發(fā)的項目里邊，實(shí)際上是從“九五”就開(kāi)始支持相應電動(dòng)汽車(chē)的研發(fā)工作。這個(gè)是“十五”一個(gè)支持的各個(gè)研發(fā)的內容經(jīng)費的分布，整個(gè)的純電動(dòng)車(chē)研發(fā)的項目，整個(gè)“863”支持的經(jīng)費是8.8個(gè)億，同時(shí)帶動(dòng)當地政府和企業(yè)的投資大概13個(gè)億，這是“十五”情況?！笆晃濉逼陂g，整個(gè)支持經(jīng)費大概是10億人民幣，風(fēng)險投資大概是100億人民幣，整個(gè)投資大概是110億人民幣。在關(guān)鍵零部件的支持力度不斷加強。實(shí)際上在“十一五”的時(shí)候整個(gè)零部件的支持力度達到34%。在科技部這樣的大力支持下，無(wú)論是在零部件還是電動(dòng)汽車(chē)研發(fā)方面，我們做了很好的儲備，在這樣的基礎上推出了25個(gè)城市，我們叫十城千輛的規范，實(shí)際上是25個(gè)城市參與到這樣的大規模示范里面，這個(gè)分為部：科技部、財政部、公信部、發(fā)改委提出的相應的大規模示范補貼的這樣一個(gè)相應的一些要求和最后補貼的金額。比如說(shuō)在混合動(dòng)力、純電動(dòng)、燃料電池方面的，在混合動(dòng)力的節油率包括整個(gè)的效率，就是它整個(gè)的燃油效率我們對它進(jìn)行相應的補貼。

　　混合動(dòng)力里面，最低不到4000塊錢(qián)，混合動(dòng)力最高的，我們可以補到5萬(wàn)塊錢(qián)，對于純電動(dòng)我們最高補到6萬(wàn)塊錢(qián)，對于燃料電池的我們可以補到2萬(wàn)塊錢(qián)。這是對于城市大巴車(chē)的補貼標準。也是根據它的燃油經(jīng)濟性和它電驅動(dòng)比，不同的對應指標進(jìn)行相應的補貼。從五萬(wàn)塊錢(qián)到四十二萬(wàn)是不等的，從五萬(wàn)到六十萬(wàn)包括純電動(dòng)包括燃料電池是這樣的補貼水平。

　　在前期大規模示范基礎上，我們從25個(gè)城市里篩選出6個(gè)城市，對私人購車(chē)進(jìn)行相應的補貼，這是提出的標準，對純電動(dòng)和Plug-in這兩方面進(jìn)行的補貼。純電動(dòng)要超過(guò)15千瓦，對Plug-in要超過(guò)10個(gè)千瓦。對Plug-in的里程要超過(guò)10萬(wàn)公里。儲存能量是一個(gè)千瓦時(shí)三千塊錢(qián)補貼。對于純電動(dòng)的補貼是6萬(wàn)塊錢(qián)，對于Plug-in的最高補貼是5萬(wàn)塊錢(qián)。只保證在5年10萬(wàn)公里的。補貼的期限是從2010年到2012年。

　　這是二十五個(gè)城市的一個(gè)分布在里面，私人購車(chē)補貼的城市。實(shí)際上通過(guò)各個(gè)城市的一個(gè)規劃，大概會(huì )有二十萬(wàn)輛車(chē)，在這樣三年的期限內進(jìn)行大規模的示范。截止到2010年大概有190款電動(dòng)汽車(chē)，大概是54個(gè)這樣一些汽車(chē)階級進(jìn)行生產(chǎn)的，進(jìn)入了新能源汽車(chē)的公告目錄。截止到2010年的新能源汽車(chē)的總的示范數量在7181輛，這樣的一個(gè)水平?，F在我把動(dòng)力電池的進(jìn)展給各位來(lái)賓做一個(gè)匯報。這是十一五我們在第一期啟動(dòng)863項目里對電池的相應技術(shù)指標要求。里面包括鎳氫電池、鋰電池，針對這些動(dòng)力電池用在混合動(dòng)力或者純動(dòng)力里面提出的相應技術(shù)指標。大家可以看一下，我們里面提出了功率力度要求、能量的要求、最大充放電的倍率等都提出了相應的指標。

　　這是在十一五計劃的二期，我們提出了一些新的技術(shù)指標的要求，這個(gè)技術(shù)指標主要是針對鋰離子電池提出來(lái)的。比如說(shuō)我們主要針對兩類(lèi)鋰離子電池，一類(lèi)是采用磷酸鐵鋰，一類(lèi)是錳酸鋰整個(gè)系統的安全性、壽命要求、包括成本進(jìn)行了一些相應的要求。這里面對它壽命這款，我們對磷酸鐵鋰到15萬(wàn)公里，錳酸鋰是10萬(wàn)公里的要求。相對成本這塊，大容量的用在純電動(dòng)車(chē)的要求低于兩塊錢(qián)一瓦時(shí)，對于功率希望能夠低于三塊錢(qián)一瓦時(shí)。這是我們對動(dòng)力電池進(jìn)行了年度的集中測試，這些數據截止到2008年的測試一結果。從這里面我們可以看出來(lái)，無(wú)論是鋰離子電池還是鎳氫電池用于混合動(dòng)力這塊相應的技術(shù)指標，都有比較大幅度的技術(shù)進(jìn)展。尤其是強度不斷增強的情況下，取得了比較大的進(jìn)展。

　　比如說(shuō)我們的電池在2008年的時(shí)候密度達到2300瓦每公斤，鎳氫達到了1200瓦每公斤，這是用在混合動(dòng)力汽車(chē)里面的動(dòng)力電池。這是具體的一些指標要求和測試結果。這是幾家不同的產(chǎn)品，最后他們的一些測試結果。最主要是這兩類(lèi)電池。

　　在2010年我們的測試數據正在測試中，目前基本測試完，正在對相應的數據進(jìn)行匯總，整個(gè)還有大幅度的提升。這個(gè)是系統完了之后的對他的常規的循環(huán)壽命進(jìn)行了相應的測試。大家可以看一下測試的結果。整個(gè)系統常規循環(huán)的壽命超過(guò)了一千次。及時(shí)在達到一千次的時(shí)候，整個(gè)的容量保持率還是在80%以上。這個(gè)是對于混合動(dòng)力車(chē)的模塊進(jìn)行了一些安全性的測試。比如說(shuō)在里面有短路、擠壓等。上面是鎳氫電池測試的。這個(gè)是對純電動(dòng)車(chē)用的模塊進(jìn)行了相應的一些測試，包括短路、擠壓、針刺等的測試，這些測試結果達到了行業(yè)標準制訂的相關(guān)要求，沒(méi)有出現起火、爆炸等現象。這個(gè)是目前在中國國內的主流電池企業(yè)生產(chǎn)電池系統的圖片。我們在里面會(huì )有軟包裝的電池，會(huì )有一些采用鋼殼的電池，包括我們采用圓柱形的電池，不同的一些結果或者不同形狀的電池，最后我們集成出來(lái)的電池系統。

　　同時(shí)我們也在標準這塊做了相應的研究工作，我們會(huì )從關(guān)鍵的原材料到電池的單體水平，到模塊的水平，到系統的水平。我們再制定相應的標準，我們也包括行業(yè)標準、國家標準，也包括“863”項目的標準在里面。

　　這個(gè)就是在電池這一方面，我們進(jìn)行了相應的標準制定工作，比如說(shuō)我們在動(dòng)力電池的測試程序方面，我們制定了一些相應的標準。我們同時(shí)對于電池的統形做了相應的工作。這樣的標準已經(jīng)推出來(lái)了作為一個(gè)行標。對于電池的安全性這一塊，我們也做了相應的行業(yè)標準，包括電安全、機器安全、熱安全和系統保護等。還有循環(huán)壽命也提出了相應的行業(yè)標準，比如說(shuō)應用在混合動(dòng)力Plug-in里的，相對的實(shí)驗方法和要求。

　　這就是標準的一個(gè)演變的過(guò)程，首先在“863”項目里有內部的測試程序，目前上升到四個(gè)行業(yè)標準，在里面有汽車(chē)包括關(guān)鍵零部件上公告的時(shí)候相應的實(shí)驗法規依據。在里面包括鎳氫電池包括鋰電池等。我們正在做的是包括電池的型就是標準化和規格化，包括它的安全性包括它的循環(huán)壽命，包括系統的測試，也在相應的制定過(guò)程中。還有一個(gè)就是電池的管理系統。和電池的非車(chē)載的充電機之間的通訊，等等這些我們也在制定相應的標準，包括電池的管理系統等這些。這是我們對電池的標準化和規格化提出的行業(yè)標準，這個(gè)標準已經(jīng)在批復完了已經(jīng)在實(shí)施了。是這樣的一個(gè)行業(yè)標準已經(jīng)公布，這里面包括兩類(lèi)一塊是鋰電池、鎳氫電池。我們并沒(méi)有規范到哪一類(lèi)材料力，只是提了一個(gè)電壓，一個(gè)容量，最大的外形尺寸，大家可以在這樣的范圍內根據采用的不同技術(shù)進(jìn)行相應的設計。這是鎳氫電池我們也是根據不同的標準尺寸不同的容量的要求。這里面也有六連體的模塊要求。

　　同時(shí)我們在材料這塊，包括正極材料負極材料隔膜這塊也有相應的測試規程。這是做的相應的一些針對純電動(dòng)車(chē)包括混合動(dòng)力車(chē)包括Plug-in的關(guān)鍵零部件一些測試的機構，這里面大家可以看一下包括一汽的，包括東風(fēng)的，包括中國汽車(chē)研究中心的，包括研究所的，包括北方汽車(chē)車(chē)輛研究所的，這樣一些檢測中心進(jìn)行動(dòng)力電池相應的測試評價(jià)工作，同時(shí)就是說(shuō)，在里面還有一些標準化的一些機構。來(lái)進(jìn)行電池的相應標準的制定，包括跟RSO跟REC的相應交流和銜接。這里面有中國汽車(chē)技術(shù)研究中心，包括天津的電源研究所，他們分別牽頭來(lái)制定動(dòng)力電池的相關(guān)標準和一些相應的規范要求。是有這兩個(gè)機構做的。同時(shí)這兩個(gè)機構也分別對口著(zhù)國際RSO和REC的國際組織。

　　“十二五”里面，十二五規劃去年已經(jīng)啟動(dòng)了一期項目，我們分為三個(gè)方面的內容，進(jìn)行相應的支持，我們是對著(zhù)電池的系統進(jìn)行相應的支持，對純電動(dòng)車(chē)用的我們是針對模塊進(jìn)行相應的支持，對下一代純電驅動(dòng)車(chē)用的電池我們是針對電池單體進(jìn)行相應的支持，在電池系統里面包括三類(lèi)，三類(lèi)是鎳氫電池，一類(lèi)是鋰離電池，一類(lèi)是調節器。

　　同時(shí)，對共性技術(shù)我們進(jìn)行了一些支持，包括它的安全性能的技術(shù)，包括標準的內容，包括它的評價(jià)的技術(shù)也進(jìn)行了一些相應的共性的課題的支持。

　　再把動(dòng)力電池的這樣一個(gè)未來(lái)的前景做一個(gè)分析吧，就是我們在尤其是在科技部牽頭做的電動(dòng)汽車(chē)的規劃里面，我們對動(dòng)力電池的這樣一個(gè)預測是在針對電動(dòng)汽車(chē)的預測的基礎上提出來(lái)的。實(shí)際上對于電動(dòng)汽車(chē)的整個(gè)預測的數量，我們預測是在2015年會(huì )達到100萬(wàn)輛，對應的電動(dòng)電池的需求量是在100億瓦時(shí)這樣的預測水平。

　　實(shí)際上中國除了電動(dòng)車(chē)汽車(chē)對動(dòng)力電車(chē)有一個(gè)比較大的需求之外，對中國的輕型電動(dòng)車(chē)的市場(chǎng)，每一個(gè)動(dòng)力電動(dòng)車(chē)的企業(yè)也給予了很大的重視。目前在中國輕型電動(dòng)車(chē)的市場(chǎng)是非常巨大的。到目前為止輕型電動(dòng)車(chē)，在中國主要是電動(dòng)自行車(chē)保有量已經(jīng)超過(guò)1億輛，每年的產(chǎn)量是2500萬(wàn)輛。中國是巨大的市場(chǎng)。

　　鋰離子電池逐漸從消費類(lèi)的電子，逐漸的過(guò)度到輕型電動(dòng)車(chē)再過(guò)度到大型車(chē)。實(shí)際上鋰離子電池有好的大的運用前景?；谶@樣的背景下，中國的很多電池企業(yè)對鋰離子電池進(jìn)行了很大的投資，包括產(chǎn)能規劃。在里面做的比較大。這是鋰離子電池生產(chǎn)企業(yè)的布局，從南到北，難免有比亞迪，上海有萬(wàn)象和蘇州新恒，在哈爾濱這邊有一個(gè)公司叫Cosligh。北京的BAK，MGL。這是做鎳氫的，湖南的神州，長(cháng)沙的科霸，上海的奧維、錦州的錦榮、哈爾濱巨榮這樣的企業(yè)。(名字音譯)。跟整個(gè)中國經(jīng)濟的發(fā)展有有大的關(guān)系。難免在珠三角是一個(gè)大的布局，在長(cháng)三角這一帶包括上海、浙江珠三角，京津第一帶是一個(gè)布局。

　　動(dòng)力電池到目前為止投資的廠(chǎng)家超過(guò)一百家，投資的金額超過(guò)一百億人民幣，整個(gè)的產(chǎn)能會(huì )超過(guò)一百億瓦時(shí)，是這樣的一個(gè)統計結果。這個(gè)表里就列出了主要的動(dòng)力電池生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)能。包括它的一個(gè)投資規劃，實(shí)際上在這里面截止到2009年我們給發(fā)改委調研的時(shí)候的數據。實(shí)際上目前來(lái)說(shuō)，它的投資金額包括產(chǎn)能還要大。同時(shí)鋰離子電池的這樣一個(gè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展也帶動(dòng)了它鋰離子電池材料的發(fā)展，比如說(shuō)磷酸鐵鋰，磷酸鐵鋰這塊有北大新型，蒙酸鋰這塊有蒙古利亞等企業(yè)。

　　里面有一些企業(yè)，比如說(shuō)我們電解液的企業(yè)，電池負極材料的企業(yè)，有的做的全球第一位的都在這里面。無(wú)論是從消費類(lèi)的還是輕型消費車(chē)的還是電動(dòng)汽車(chē)的。在儲能這塊跟汽車(chē)有機結合在一起，實(shí)際上把電池作為能源載體，我既可以做成古典型的也可以做成移動(dòng)型的。同時(shí)動(dòng)力電池的發(fā)展，也會(huì )在儲能的市場(chǎng)里有一個(gè)比較大的應用。

　　實(shí)際上無(wú)論是從哪個(gè)角度說(shuō)，動(dòng)力電池都有一個(gè)很好的前景，并不是說(shuō)他現在沒(méi)有問(wèn)題，他面臨一系列的問(wèn)題，這里面的無(wú)論是用在電動(dòng)汽車(chē)上還是儲能上必須給予關(guān)注的。比如說(shuō)儲能問(wèn)題、安全性問(wèn)題、一致性問(wèn)題，跟他的循環(huán)壽命是結合在一起的。三個(gè)方面都要給予足夠的重視，必須達到相應的產(chǎn)業(yè)要求，才會(huì )有一個(gè)比較大的優(yōu)勢。

　　謝謝大家！