中國電源行業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布電池行業(yè)“十三五”發(fā)展規(guī)劃
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“十二五”以來,環(huán)境和氣候變化已經(jīng)越來越成為全世界關(guān)注的焦點(diǎn),各國政府都承擔(dān)了加快減排溫室氣體CO2的歷史責(zé)任,由此制定了加速能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化,特別是加快可再生能源的開發(fā)和利用以及新能源汽車的發(fā)展,從而推動(dòng)了可再生能源發(fā)電與新能源汽車的產(chǎn)業(yè)化與市場化進(jìn)程。其中,可再生能源中的太陽電池(光伏發(fā)電)屬物理電源的范疇,作為與太陽能/風(fēng)能發(fā)電的儲(chǔ)能電池則包含了蓄電池,屬化學(xué)電源(電池);同時(shí),在新能源汽車中的電動(dòng)汽車使用蓄電池、超級電化學(xué)電容器和燃料電池作動(dòng)力(稱為動(dòng)力電池),也均屬化學(xué)電源范疇,在這一應(yīng)用中,化學(xué)電源已經(jīng)上升至新能源層面。此外,各類型化學(xué)與物理電源(電池)在通信、交通、工業(yè)、醫(yī)療、家用電器、乃至航天與軍事等裝備與裝置中都有越來越廣泛應(yīng)用和起到重要、甚至關(guān)鍵作用。因此,無論在我國,乃至在世界各國,化學(xué)與物理電源行業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展始終處于快速和持續(xù)發(fā)展勢頭。特別是我國在“十二五”期間,化學(xué)與物理電源產(chǎn)業(yè)規(guī)模發(fā)展迅猛,多數(shù)產(chǎn)品產(chǎn)量已處于世界同類產(chǎn)業(yè)的前列,其中,太陽電池、鉛酸蓄電池和原電池產(chǎn)業(yè)規(guī)模更保持了世界之首地位。更值得提及的是,在“十二五”末期我國新能源汽車逐步走向市場,帶動(dòng)了化學(xué)電源中動(dòng)力型蓄電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展以及燃料電池研制、演示評價(jià)等,其中特別是促進(jìn)了動(dòng)力型鋰離子電池產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)業(yè)鏈的完善與快速發(fā)展。加之我國再生能源(風(fēng)能與太陽能)的產(chǎn)業(yè)與市場逐步推廣,又帶動(dòng)了一批儲(chǔ)能型電池技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的逐步形成與發(fā)展(諸如儲(chǔ)能鋰離子電池、液流電池、新型超級(鉛碳)電池和超級電容器等)。
分析表明,在未來世界再生能源與新能源強(qiáng)烈與持續(xù)發(fā)展勢頭以及我國政府將新材料、新能源、新能源汽車作為戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)的推動(dòng)下,“十三五”我國化學(xué)與物理電源將面臨更大的發(fā)展機(jī)遇,同時(shí)該領(lǐng)域的強(qiáng)烈國際競爭(技術(shù)與價(jià)格競爭),我國化學(xué)與物理電源產(chǎn)業(yè)也會(huì)面臨更加嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。不久前,我國政府發(fā)布了“中國制造2025”,提出從制造大國走向制造強(qiáng)國是今后五年中國制造業(yè)發(fā)展的必由之路。這也完全符合我國化學(xué)與物理電源產(chǎn)業(yè)的“大而不強(qiáng)的現(xiàn)狀”以及行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的強(qiáng)烈愿望。因此,在這次“十三五”化學(xué)與物理電源行業(yè)發(fā)展規(guī)劃編制中,將以“中國制造2025”的基本要求為主線,提出2020年部分和2025年全面實(shí)現(xiàn)中國化學(xué)電源強(qiáng)國的目標(biāo)。其中,特別提出將新能源汽車與再生能源儲(chǔ)能直接關(guān)聯(lián)的蓄電池產(chǎn)業(yè)(含整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈)作為重點(diǎn),制定出“十三五”更為清晰的具體目標(biāo)與可實(shí)施方案等,以確保我國化學(xué)與物理電源行業(yè)的健康、持續(xù)和快速發(fā)展,為我國“十三五”國民經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、國防現(xiàn)代化全面發(fā)展提供重要支撐。
一、化學(xué)電源市場及技術(shù)發(fā)展趨勢總體分析:
長期以來世界化學(xué)電源市場與技術(shù)方興未艾,一直處于持續(xù)發(fā)展、甚至快速發(fā)展態(tài)勢。
1、蓄電池市場及技術(shù)發(fā)展趨勢總體分析:
在化學(xué)電源產(chǎn)業(yè)中,蓄電池產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為行業(yè)最大的支柱產(chǎn)業(yè),2014年世界蓄電池產(chǎn)量超過了40萬MWh,銷售額達(dá)到600億美元。這正是傳統(tǒng)應(yīng)用市場需求持續(xù)增加、新型蓄電池(鋰離子電池為代表)產(chǎn)業(yè)發(fā)展與新興應(yīng)用市場不斷涌現(xiàn),并快速增長的結(jié)果。特別是自2010年以來電動(dòng)車電池入市和儲(chǔ)能電池步入規(guī)模演示以來,相關(guān)產(chǎn)業(yè)更被劃定為“新能源”產(chǎn)業(yè),其技術(shù)與市場發(fā)展還得到了各國政府的高度重視與政策支持。
作為世界上已有150年以上歷史的鉛酸蓄電池,當(dāng)今依然保持了在傳統(tǒng)蓄電池市場(汽車起動(dòng)、通信、交通、工業(yè)、UPS等)的首要地位,且顯示持續(xù)增長態(tài)勢。市場規(guī)模由2010年的30萬MWh增至2014年的35萬MWh,銷售額由2010年的不足300億美元增至2014年的350億美元。預(yù)計(jì)2015-2020年間鉛酸蓄電池市場平均增長率可保持在5-10%,其中,在技術(shù)進(jìn)步的基礎(chǔ)上,高性能EFB(富液)電池和AGM電池已經(jīng)用于汽車起停系統(tǒng),且這兩種電池目前都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模生產(chǎn),成本雖略高于原先的起動(dòng)電池,但是依然保持了鉛酸蓄電池價(jià)格低廉的優(yōu)勢,體現(xiàn)了減排CO2的高性價(jià)比,產(chǎn)品頗受歡迎。至2020年,預(yù)期傳統(tǒng)燃油車會(huì)下降至44%,微混車大升至50%左右。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明,2010年“起?!避噧H有幾萬輛,但是2012年就已經(jīng)上升至228萬輛左右,超過了2011年所作預(yù)測。
另外,鉛碳或超級電池技術(shù)顯著提升了電池壽命,顯示了低成本儲(chǔ)能應(yīng)用的可行性。因此,普遍預(yù)期隨著微混車輛普及和儲(chǔ)能系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展,它們成為了2020年前鉛酸蓄電池市場持續(xù)增長的重要根基。
對我國而言,鉛酸蓄電池作為電動(dòng)自行車的動(dòng)力電池市場一直蓬勃發(fā)展,它已經(jīng)成為小城市、特別是農(nóng)村地區(qū)的代步甚至運(yùn)輸工具,這是中國形成的獨(dú)有產(chǎn)業(yè)與市場。2011年我國電動(dòng)自行車年產(chǎn)量已達(dá)到3000萬輛,2014年進(jìn)一步增至3500萬輛,占全球80%以上,完全代表了電動(dòng)自行車市場的發(fā)展趨勢。此外,國內(nèi)還開發(fā)了鉛酸蓄電池為動(dòng)力的微型或低速電動(dòng)汽車入市,該車一般采用70V、11KW電機(jī),價(jià)格僅為3萬元左右。這種車輛并沒有得到國家一級政府的認(rèn)可或批準(zhǔn),但是諸如山東等省市接近農(nóng)村地域,市場非常活躍。2014年局部地區(qū)市場上總計(jì)已超過了40萬輛。在這些車輛上的動(dòng)力電池大多也是類似電動(dòng)自行車的閥控式鉛酸蓄電池技術(shù),使用壽命約3年左右。今后幾年,這一應(yīng)用市場依然呈現(xiàn)增長趨勢。
鋰離子電池產(chǎn)業(yè)作為新興產(chǎn)業(yè),雖目前處于蓄電池市場規(guī)模的第二位,但卻是市場發(fā)展速度最快的蓄電池產(chǎn)業(yè),2004年至2014年的10年間,市場規(guī)模由7000MWh增至5萬MWh,年平均增長率高達(dá)21%。2014年銷售額已接近180億美元,預(yù)計(jì)2015年將會(huì)分別達(dá)到接近6萬MWh和250億美元。
鋰離子電池不僅幾乎100%占據(jù)小型移動(dòng)電子產(chǎn)品(如手機(jī)、筆記本計(jì)算機(jī)、數(shù)碼產(chǎn)品、電動(dòng)工具、游藝機(jī)等),而且成為2010年正式上市的幾款純電動(dòng)車與插電式電動(dòng)車的動(dòng)力電池。正是近幾年發(fā)展特別迅猛的智能手機(jī)與平板電子產(chǎn)品以及電動(dòng)車(電動(dòng)自行車與電動(dòng)汽車等)的市場需求旺盛,更是促使了鋰離子電池產(chǎn)業(yè)與市場的持續(xù)快速增長以及電池技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步。尤其是平板電子產(chǎn)品與智能手機(jī)迅猛發(fā)展不斷推動(dòng)著鋁塑膜包裝鋰離子電池的應(yīng)用和向更高容量化發(fā)展,體積比能量已從原先的500Wh/L提升至550-650Wh/L,這直接涉及材料改性(高電壓LCO正極材料的改性、電解質(zhì)耐高壓功能添加劑、減薄隔膜加陶瓷涂層等)與新材料(硅基負(fù)極)等的進(jìn)展。電動(dòng)車迫切需求的電池比能量與比功率提升、安全提升、壽命增長以及成本下降,它們都體現(xiàn)在各國政府重點(diǎn)創(chuàng)新研究計(jì)劃的內(nèi)容與研究目標(biāo)中。
自2010年純電動(dòng)車(含插電式電動(dòng)車)宣布入市以來,均采用了鋰離子動(dòng)力電池,其單體電池的最高比能量水平達(dá)到了157Wh/kg和320Wh/l。但是為了確保車上運(yùn)行的綜合性能、特別是安全要求,其模塊的值分別降至133Wh/kg與197Wh/l;系統(tǒng)更進(jìn)一步降至82Wh/kg與73Wh/L。在應(yīng)用與技術(shù)發(fā)展基礎(chǔ)上,上述車載電池系統(tǒng)的比能量已經(jīng)提升至100Wh/kg左右。另外,美國特斯拉Model S純電動(dòng)轎車的動(dòng)力電源由6381只圓柱形18650電池組成,其標(biāo)稱容量為3.4Ah。2.6Ah圓柱單體電池比能量已超過200Wh/kg,而3.4Ah電池則進(jìn)一步提升至250Wh/kg以上,是當(dāng)今電動(dòng)車上獲得應(yīng)用的動(dòng)力鋰離子電池中最高的。
我國國家汽車產(chǎn)業(yè)振興計(jì)劃和《新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》促進(jìn)了新能源汽車動(dòng)力電池的發(fā)展。2012年國家推出的《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012-2020年)》,到2015年全國新能源汽車?yán)塾?jì)產(chǎn)銷量要達(dá)到50萬輛。到2020年,我國新能源汽車年產(chǎn)能要達(dá)到200萬輛,累計(jì)產(chǎn)銷量達(dá)到500萬輛。然而,自2009年“十城千輛”示范工程推出,至2013年底,我國實(shí)際銷售新能源汽車僅為4.83萬輛,其中2013年為1.76萬輛,這大約相當(dāng)于美國新能源汽車同年銷量的18%。2014以來,為了有效推動(dòng)新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展,實(shí)現(xiàn)汽車產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級,政府在以往“十城千輛”新能源汽車示范工程基礎(chǔ)上加大了推廣力度,將試點(diǎn)城市及城市群擴(kuò)展至39個(gè)。當(dāng)年我國電動(dòng)汽車市場銷量激增超過300%,達(dá)到74763輛。而今年上半年市場銷售已經(jīng)達(dá)到71102輛,預(yù)計(jì)2015年電動(dòng)汽車市場總量會(huì)超過20萬輛。這些車輛全部采用鋰離子電池,但是除大部分使用磷酸鐵鋰正極材料外,已經(jīng)有使用三元正極材料的電池。前者比能量達(dá)到120Wh/kg左右,后者比能量則可超過180Wh/kg。
報(bào)道表明,世界動(dòng)力電池的技術(shù)發(fā)展方向都是以提高比能量和降低成本為主要目標(biāo),期待2020年單體電池比能量達(dá)到300-350Wh/kg,我國更提出1元/Wh的成本目標(biāo)。
堿性蓄電池產(chǎn)業(yè)中,金屬氫化物鎳電池在當(dāng)今商品化混合動(dòng)力汽車(HEV)保持應(yīng)用和小幅增長,而鎘鎳電池因有毒而逐漸退出,僅保持在高功率電動(dòng)工具用戶的部分市場以及低價(jià)位無繩電話、電動(dòng)玩具等市場的應(yīng)用(市場呈年均降速2%的態(tài)勢)。按照規(guī)定,2017年1月1日起電動(dòng)工具將嚴(yán)禁使用鎘鎳電池。
日本公司致力于發(fā)展了新型電池關(guān)鍵材料選擇與優(yōu)化配方,其中采用AB3.5儲(chǔ)氫合金組成與結(jié)構(gòu)為負(fù)極的AA型Ni/MH電池的低溫性能,由原2400mAh提升至2013年的2450mAh;儲(chǔ)存后的荷電保持率由采用AB5的50%/年提高至2013年的90%/年(接近堿性原電池的低自放電率);循環(huán)壽命由原1500次延長至6000次。
2、原電池市場及技術(shù)發(fā)展趨勢總體分析:
原電池產(chǎn)業(yè)是化學(xué)電源行業(yè)的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。其中,鋅錳電池與堿性鋅錳電池的單體形狀與尺寸是國際標(biāo)準(zhǔn)化的、價(jià)格便宜,使用方便,自放電低,長期以來較好地保持了其傳統(tǒng)市場,如作為家用電器遙控器、電子鐘表、家用醫(yī)療器具(血壓計(jì)、血糖儀等)、電動(dòng)玩具、游戲機(jī)、手電筒照明、照相機(jī)、電動(dòng)刮胡刀等的電源進(jìn)入千家萬戶。原電池屬易耗品,替換市場很大,它們已經(jīng)進(jìn)入了超市銷售,該市場顯示穩(wěn)中有升,特別是隨著家用電器和個(gè)人用電器具增加而增長,故大多數(shù)發(fā)展中國家是新的增長點(diǎn)。
近十年來,鋰原電池作為長儲(chǔ)存壽命(低自放電)電池,已大量應(yīng)用于各類自動(dòng)計(jì)量用具做備用電源或電源,如智能電表、水表、氣表、數(shù)字式測量器具(如卡尺)以及新近擴(kuò)展的TPMS輪胎壓力檢測系統(tǒng)、ESL電子貨架標(biāo)簽、有源汽車通行卡、ETC卡座、可穿戴產(chǎn)品-智能魔術(shù)手環(huán)、銀行密鑰(動(dòng)態(tài)口令牌)、血糖儀、汽車遙控器、電動(dòng)車GPS定位系統(tǒng)、可視銀行卡等,這一市場依然處于持續(xù)擴(kuò)大中。另外,近來的電子煙也需要一個(gè)小型高功率電池,僅使用一次隨煙拋棄,新增電池市場量也不容小視。
目前,原電池市場上主要是1.5V堿性與普通鋅二氧化錳電池系列;3V鋰電池系列(Li/MnO2、Li/CxF、Li/FeS2以及Li/SOCl2、Li/SO2)。鋅錳電池技術(shù)進(jìn)步體現(xiàn)在高容量化與無汞化,鋰電池則體現(xiàn)在材料改善提升電池性能(如近年來納米化材料研究進(jìn)展,鋰氟化碳電池的比能量由200Wh/kg提升了一倍以上)。
3、燃料電池市場與技術(shù)進(jìn)展簡明分析
直到2014年,燃料電池的產(chǎn)業(yè)與市場規(guī)模都還是很小的,與期待21世紀(jì)開創(chuàng)一個(gè)氫能經(jīng)濟(jì)新時(shí)代距離甚遠(yuǎn)。
當(dāng)今,燃料電池的市場應(yīng)用發(fā)展主要集中于兩個(gè)領(lǐng)域,首要應(yīng)用就是燃料電池電動(dòng)車,各國政府對此給予了財(cái)力和政策支持。
德國把燃料電池發(fā)展按照成本、或催化劑用量等定義為一代、二代和三代,現(xiàn)在已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了第三代技術(shù)。日本政府以及各大汽車企業(yè)一直支持氫燃料電池技術(shù)開發(fā),特別是日本豐田公司于2014年12月15日宣告其燃料電池轎車 “Mirai”生產(chǎn)入市。鑒于高壓氫瓶的發(fā)展(70Mpa、122.4L),一次裝滿氫需3分鐘,可以使燃料電池轎車行駛650km。定價(jià)為723萬日元,政府補(bǔ)貼200萬日元。目前日本加氫氣站100個(gè)、2020年1000個(gè)、2030年預(yù)計(jì)達(dá)到5000個(gè)。
燃料電池另一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域就是作為固定電源,提供備用供電或及時(shí)供電/供熱。2009年開始,日本已經(jīng)推出一種共發(fā)電發(fā)熱系統(tǒng),它是由天然氣作燃料,經(jīng)由重整轉(zhuǎn)化成氫源,提供給燃料電池發(fā)電與產(chǎn)熱(熱水),供家庭使用。2009年以來,累計(jì)供應(yīng)量達(dá)到10萬套。其中技術(shù)水平進(jìn)步表現(xiàn)在轉(zhuǎn)換效率和使用壽命,2009年轉(zhuǎn)換效率(熱加電)只有80%,壽命40000小時(shí);2015年可達(dá)95%和70000小時(shí)。同時(shí)一套1kW系統(tǒng)的價(jià)格也從原先的330萬日元降至160萬日元。由此,日本實(shí)現(xiàn)了該電池系統(tǒng)的小規(guī)模產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn),并將其推向初步市場應(yīng)用。
從實(shí)用化與商品化角度分析,燃料電池作為電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)電源,還有一系列問題需要解決,包括性能(如低溫啟動(dòng)性能等)、壽命(間歇操作下累積10000h以上)、適應(yīng)各種環(huán)境條件操作(如CO2和含硫濃度較高等)、成本達(dá)到可接受程度等。同時(shí),解決氫氣的低成本與安全生產(chǎn)、運(yùn)輸和高密度罐貯等問題。
4、超級電容器市場與技術(shù)進(jìn)展簡明分析
利用電極/電解質(zhì)交界面的雙電層來儲(chǔ)能的超級電容器(“電化學(xué)電容器”)具有很快的充放電速度,即可以大電流充放電的能力,顯示高比功率。國際上早已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,產(chǎn)品從法拉至數(shù)百法拉,主要用于計(jì)算機(jī)與各種小型用電設(shè)備的電源或備用電源(從0.1法拉至數(shù)法拉)。作為電動(dòng)車或儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)用的超級電容器依然處于示范階段,主要是由于其儲(chǔ)電量有限,比能量很低。為了提升比能量,采用有機(jī)電解質(zhì)提高工作電壓至2.4V(也有提高至3V左右),這樣比能量一般也只能達(dá)到20Wh/kg左右。近幾年來,混合型(碳電極和反應(yīng)電極組合)原理的超級電容器得到發(fā)展,比能量可以提高至40Wh/kg,甚至更高,但是比功率也隨之降低。超級電容器技術(shù)發(fā)展需求依然是在保持高功率特點(diǎn)基礎(chǔ)上,提升比能量,降低成本,以便擴(kuò)展其在未來儲(chǔ)能系統(tǒng)與混合動(dòng)力車輛中的應(yīng)用。
5、儲(chǔ)能電池(含鈉硫與液流電池)市場及相關(guān)技術(shù)發(fā)展趨勢分析
作為新興產(chǎn)業(yè),儲(chǔ)能在2008年之后一直保持較快增長,全球儲(chǔ)能項(xiàng)目在電力系統(tǒng)的裝機(jī)總量從2008年的不足100MW發(fā)展到2014年6月的761.8MW(不包含抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能及儲(chǔ)熱數(shù)據(jù)),年復(fù)合增長率達(dá)到193%。從地域分布上看,無論是項(xiàng)目數(shù)量還是裝機(jī)規(guī)模,美國與日本仍然是最主要的儲(chǔ)能示范應(yīng)用國家,分別占40%和39%的全球裝機(jī)容量份額。中國的累計(jì)裝機(jī)比例從2013年的7%上升為10%,儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模為57.3MW。
從全球技術(shù)分類上看,鈉硫電池的裝機(jī)比例仍占第一位,為40%,但比2013年下降了6個(gè)百分點(diǎn),鋰離子電池的裝機(jī)比例為35%,位居第二,排名第三的是鉛蓄電池,占11%;在中國市場,鋰離子電池的應(yīng)用比例最高,超過70%。從全球應(yīng)用分類上看,儲(chǔ)能技術(shù)較多地應(yīng)用于風(fēng)電場/光伏電站、輸配側(cè)和輔助服務(wù)市場。
當(dāng)前,發(fā)達(dá)國家已經(jīng)走在儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的前列,通過政府扶持、政策導(dǎo)向、資金投入等多種方式積極促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展,意圖建立行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),搶占全球儲(chǔ)能技術(shù)和市場制高點(diǎn)。歐盟許多發(fā)達(dá)國家和東南亞的多個(gè)國家也出臺(tái)了一系列投資補(bǔ)貼和稅收優(yōu)惠等政策,鼓勵(lì)投資和引進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)、建設(shè)各類儲(chǔ)能項(xiàng)目,研究和開發(fā)前沿儲(chǔ)能技術(shù),并在電力發(fā)電及輸配、離網(wǎng)孤島應(yīng)用及智能微電網(wǎng)中積極推廣和利用儲(chǔ)能技術(shù)。美國、德國、日本為代表的海外儲(chǔ)能市場已全面啟動(dòng),開始進(jìn)入第一輪爆發(fā)增長期。
鈉硫固體電解質(zhì)電池曾經(jīng)被看好是一種較為理想的儲(chǔ)能電池,其電極材料資源豐富(鈉取自資源豐富的海水,硫來自豐富的含硫礦源),價(jià)格便宜。2011年由于鈉硫電池儲(chǔ)能系統(tǒng)大量增加,儲(chǔ)能系統(tǒng)市場總量曾達(dá)到1500MWh,是2012年的3倍。但2011年底前發(fā)生了兩起鈉硫電池儲(chǔ)能系統(tǒng)著火事故,迫使日本NGK公司宣布停止生產(chǎn),造成了次年的市場大幅度萎縮。
基于長壽命的特點(diǎn),液流電池在儲(chǔ)能系統(tǒng)中的應(yīng)用受到重視。其中,美國、日本、中國、德國都有了該電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的示范。而日本和中國是有了一定規(guī)?!叭\液流電池”產(chǎn)業(yè)化和相應(yīng)生產(chǎn)能力的國家。
6、電池關(guān)鍵材料及相關(guān)設(shè)備市場及技術(shù)發(fā)展趨勢分析
事實(shí)上,新型鋰離子電池的快速發(fā)展離不開產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展支持,同時(shí)產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)與擴(kuò)展更離不開鋰離子電池市場的發(fā)展要求。2014年,世界鋰離子電池銷售額中,終端模塊與系統(tǒng)創(chuàng)造總價(jià)值為196億美元,而單體電池為136億美元,生產(chǎn)正極材料10.5萬噸、價(jià)值25億美元,負(fù)極材料5.7萬噸、8億美元,電解質(zhì)4.4萬噸、6.8億美元,隔膜6.95億m2、11.5億美元,粘合劑7400噸、2億美元,其它零配件8億美元。由于電池市場的持續(xù)增長,2014年電池產(chǎn)業(yè)鏈各成分增長率都超過14%以上,其中電解質(zhì)高達(dá)20%、隔膜達(dá)18%。
“十二五”期間,我國鋰離子電池所需不少關(guān)鍵材料,尤其是電解質(zhì)的關(guān)鍵材料LiPF6和PP或PP/PE復(fù)合隔膜等,都實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化與本地化,這些材料的進(jìn)口昂貴,曾直接影響了我國鋰離子電池的制造成本。2013年國產(chǎn)LiPF6具有明顯的市場價(jià)格優(yōu)勢,售價(jià)約為50~120元/kg(或 $8~20/kg),而國外材料價(jià)格約$12~30/kg?!笆濉逼陂g,我國電池設(shè)備(包括材料制造設(shè)備)制造突飛猛進(jìn),許多大型鋰離子電池制造企業(yè)也在利用中國設(shè)備與進(jìn)口關(guān)鍵設(shè)備,組成先進(jìn)的自動(dòng)化與高度可控的生產(chǎn)線(包括電極涂膜、電池卷繞或疊片、電池組裝與定量注液、自動(dòng)焊接或鋁塑膜電池封裝等)。此外,配合電動(dòng)汽車成套電池系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造與檢測,仿真、電子控制與熱管理等技術(shù)得到迅速發(fā)展,形成了我國自己的大型電池系統(tǒng)制造與配套體制。
7、電池回收/再利用產(chǎn)業(yè)創(chuàng)立及關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展趨勢分析
鑒于“十二五”期間對鉛酸蓄電池行業(yè)進(jìn)行了整頓、實(shí)行了許可證制度。其中,最主要的是推動(dòng)了生產(chǎn)過程和回收過程中鉛污染防治與嚴(yán)格治理,凡通過審查的企業(yè)方發(fā)給生產(chǎn)許可證。由此我國鉛酸蓄電池行業(yè)出現(xiàn)了數(shù)量減少,生產(chǎn)/回收控制與管理上正軌的新局面。
鋰離子電池應(yīng)用于電動(dòng)車和儲(chǔ)能系統(tǒng),致使總量增加巨大,回收與再利用受到各國的重視。但是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化還需持續(xù)深入研究,找出既清潔、又經(jīng)濟(jì)的回收與再利用技術(shù)方案,在進(jìn)行規(guī)模示范基礎(chǔ)上,創(chuàng)建相關(guān)回收或再利用產(chǎn)業(yè)。
二、“十二五”期間,我國化學(xué)電源產(chǎn)業(yè)發(fā)展分析
1、“十二五”我國化學(xué)電源產(chǎn)業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明,“十二五”計(jì)劃規(guī)定的目標(biāo)大部分可以完成,部分更超額完成。
從對化學(xué)與物理電源市場分析已經(jīng)看出,該行業(yè)的市場是欣欣向榮、呈持續(xù)發(fā)展態(tài)勢,特別是在再生能源與新能源汽車與儲(chǔ)能系統(tǒng)市場的需求推動(dòng),我國化學(xué)電源行業(yè)發(fā)展規(guī)劃實(shí)施順利。雖然離年底還有一定時(shí)間,但是2014年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,“十二五”計(jì)劃規(guī)定的目標(biāo)大部分可以完成,甚至超額完成。
表1至表4列出我國化學(xué)與物理電源行業(yè)主要產(chǎn)品自2010-2014間的產(chǎn)量、銷售額以及出口數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。表5和表6則比較了2014年與2009年同類數(shù)據(jù)的比較,并對照了“十二五”行業(yè)發(fā)展規(guī)劃規(guī)定的相應(yīng)目標(biāo)。
由表1至表6所列的數(shù)據(jù)不難看出,2009年化學(xué)電池總銷售額約 1724 億元,而2014年化學(xué)電池總銷售額已經(jīng)超過2000億,為 2281億元,比上個(gè)五年計(jì)劃同期增長32%,年均增長率超過6%。這表明,我國化學(xué)電源行業(yè)整體上依然是一個(gè)處于持續(xù)發(fā)展、欣欣向榮的行業(yè)。其中,2014年鉛酸蓄電池繼續(xù)保持第一的位置基礎(chǔ)上,較2009年增長了1.69倍(169%);而我國鋰離子電池產(chǎn)量達(dá)到36億只(以單體電池?cái)?shù)計(jì)),銷售額達(dá)到715億元。鋰離子電池不僅鞏固了第二位置,還顯示出持續(xù)高速增長態(tài)勢,這乃是近年來我國鋰離子電池作為動(dòng)力電池和儲(chǔ)能電池的新能源市場迅速發(fā)展之初步結(jié)果,更加誘人的市場發(fā)展前景受到期待。
由表3還可以看出,鋰離子電池已經(jīng)成為所有電池類型中出口創(chuàng)匯最多的產(chǎn)品,2014年出口創(chuàng)匯達(dá)到54億美元,高于鉛酸的29億多美元和傳統(tǒng)原電池(鋅錳+堿錳+鋰一次電池)總和的約21億美元。
2、“十二五”化學(xué)電源行業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)五大突出亮點(diǎn)(進(jìn)步點(diǎn))
1)化學(xué)電源產(chǎn)業(yè)中的電池企業(yè)規(guī)模有了顯著擴(kuò)大與壯大
“十二五”的五年期間,化學(xué)電源行業(yè)中已經(jīng)形成了一批世界前3至前10位的大、中型電池企業(yè)。其中銷售額100億元的電池企業(yè)3家,50億元以上的電池企業(yè)近5家,超10億的50余家。涵蓋了鉛酸蓄電池、鋰離子電池、堿性鋅錳電池和鋰一次電池以及相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)(正負(fù)極材料企業(yè)等)。
大型鉛酸蓄電池企業(yè)的成長是在首先通過“十二五”國家實(shí)施鉛酸蓄電池生產(chǎn)許可證辦法審查合格的基礎(chǔ)上持續(xù)發(fā)展起來的,他們一般都擁有良好的生產(chǎn)環(huán)境和控制污染物達(dá)標(biāo)的措施,滿足清潔生產(chǎn)的各項(xiàng)要求。這部分企業(yè)占據(jù)了輕型電動(dòng)車動(dòng)力電池、汽車起動(dòng)電池、通信備用電池市場的50-80%市場份額,成為我國鉛酸蓄電池的領(lǐng)航者,也將是“十三五”從鉛酸蓄電池制造大國邁向鉛酸蓄電池制造強(qiáng)國的主力軍。
還要特別提及的是近年來我國電動(dòng)車需求快速發(fā)展,進(jìn)一步推動(dòng)了我國大型鋰離子電池企業(yè)的成長,2014年具有10億Wh產(chǎn)能的鋰離子電池企業(yè)超過5家,其中最高的產(chǎn)能將達(dá)到100億Wh。這將極大支持我國政府推進(jìn)的新能源汽車產(chǎn)業(yè)與市場應(yīng)用2020年目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)以及我國儲(chǔ)能應(yīng)用發(fā)展提供重要支撐。
同樣,我國原電池產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的數(shù)個(gè)大型企業(yè)和中型企業(yè),已經(jīng)處于國際頂級行列,更容易實(shí)現(xiàn)向制造強(qiáng)國的轉(zhuǎn)化(包括按照國際慣例,將國際大型公司并入中國企業(yè)中)。
2)化學(xué)電源產(chǎn)業(yè)中產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)基本完成,產(chǎn)品材料與裝備國產(chǎn)化率顯著提升
在“十一五”化學(xué)與物理電源產(chǎn)業(yè)門類已基本齊全,形成了材料、零配件、機(jī)械裝備、電池與組件、系統(tǒng)以及應(yīng)用消費(fèi)的完整體系的基礎(chǔ)上,“十二五”得到進(jìn)一步完善與擴(kuò)充,在鋰離子電池產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域尤為突出。以鋰離子電池為例,“十二五”我國鋰離子電池產(chǎn)品中的關(guān)鍵正、負(fù)極材料廠商產(chǎn)品質(zhì)量與數(shù)量顯著增長,促使我國鋰離子電池關(guān)鍵材料國產(chǎn)化率進(jìn)一步提升。同時(shí),不少大型電極材料企業(yè)的正負(fù)極材料已經(jīng)向國際大型企業(yè)(三星、LG化學(xué)、索尼等)提供產(chǎn)品。與此同時(shí),我國多家企業(yè)自主開發(fā)了六氟磷酸鋰(LIPF6)產(chǎn)業(yè)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了規(guī)模生產(chǎn)。產(chǎn)品各項(xiàng)指標(biāo),特別是純度及雜質(zhì)控制均滿足要求,由此大大降低了進(jìn)口價(jià)格昂貴問題。此外,“十二五”我國電池隔膜技術(shù)與產(chǎn)業(yè)如雨后春筍一樣發(fā)展起來、大大降低了鋰離子電池成本,特別是持續(xù)支撐動(dòng)力電池與儲(chǔ)能電池成本的降低。此外,我國的鋰離子電池生產(chǎn)裝備在“十二五”也有了顯著發(fā)展,雖然高端設(shè)備還需要從日韓或其它國家進(jìn)口,但是許多完整、先進(jìn)的生產(chǎn)線已經(jīng)可以在國產(chǎn)設(shè)備為主的基礎(chǔ)上,適當(dāng)引進(jìn)關(guān)鍵設(shè)備或部件組成。由此,我國鋰離子電池規(guī)?;c自動(dòng)化化水平逐漸與國際先進(jìn)水平差距縮小。再有,隨著電池作為動(dòng)力進(jìn)入電動(dòng)汽車,電池模塊與系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制造成為重要的產(chǎn)業(yè)化內(nèi)容,顯著帶動(dòng)了電池管理系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)的研究、評價(jià)和應(yīng)用。儲(chǔ)能電池系統(tǒng)也雷同,因此造就了一個(gè)更大的電池應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)群或產(chǎn)業(yè)鏈。
3)產(chǎn)業(yè)自主創(chuàng)新體系逐步完善,自主創(chuàng)新能力顯著提升
“十二五”期間,各個(gè)中、大型電池企業(yè)都建立了研制與中試條件完備的研究中心(或工程中心)與博士后工作站,建立了涵蓋高級工程師、千人計(jì)劃引進(jìn)人才、博士、碩士及技術(shù)人員等構(gòu)成的科技與產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展以及質(zhì)量控制人才隊(duì)伍,極大提升了新技術(shù)與新產(chǎn)品自主創(chuàng)新能力,申請專利數(shù)顯著增加、并在此基礎(chǔ)上不斷推出新產(chǎn)品與新技術(shù),創(chuàng)建了我國企業(yè)獨(dú)有的一批知名品牌產(chǎn)品(數(shù)量超過20項(xiàng))等。其中,標(biāo)準(zhǔn)圓柱形堿性鋅錳電池、智能儀表鋰亞硫酰氯一次電池、智能手機(jī)聚合物鋰離子電池等產(chǎn)品已經(jīng)躋身世界頂級產(chǎn)品系列,后者大批量進(jìn)入國際知名用戶如蘋果、三星、華為等配套應(yīng)用(OEM)。
“十二五”電池的技術(shù)進(jìn)步也非常突出,表現(xiàn)為不僅各類電池產(chǎn)品的性能顯著提升,還開發(fā)出一批市場需求的新產(chǎn)品或系列產(chǎn)品。其中,智能手機(jī)鋰離子電池體積比能量由400-450Wh/L提升到650以上;鋰亞硫酰氯一次電池比能量達(dá)到400-500Wh/kg,而新一代鋰氟化碳一次電池比能量也突破了400Wh/kg;大容量LFP正極鋰離子電池比能量達(dá)到140Wh/kg,技術(shù)趨于成熟,正大批量應(yīng)用于我國各類純電動(dòng)車上(包括插電式電動(dòng)車)和規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)上。在此基礎(chǔ)上,三元正極材料動(dòng)力鋰離子電池比能量更達(dá)到180-200Wh/kg。此外,功率與能量混合型超級電容器/鋰離子電池比能量達(dá)到40-60Wh/kg、鉛碳電池(超級鉛酸蓄電池)深循環(huán)壽命超過數(shù)千次等。
4)產(chǎn)業(yè)自動(dòng)化水平顯著提升、確保產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定和創(chuàng)立知名品牌
“十二五”期間電池行業(yè)的整體裝備水平普遍得到提高,大型及基礎(chǔ)較好的中小企業(yè)已基本實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。典型的有堿性鋅錳電池自動(dòng)化生產(chǎn)線;小型鋰二氧化錳及鋰亞硫酰氯電池裝配線;扣式鋰離子電池自動(dòng)生產(chǎn)線;電動(dòng)車鋰離子動(dòng)力電池生產(chǎn)線以及高度自動(dòng)化的起動(dòng)鉛酸蓄電池生產(chǎn)線等。這里特別指出一下兩點(diǎn):
(1)圓柱形18650電池自動(dòng)化生產(chǎn)線和大容量方形(含殼體式與鋁塑包裝)鋰離子電池自動(dòng)化生產(chǎn)線不僅解決了電池產(chǎn)能(依賴速度)、而且對于提高單體電池產(chǎn)品制造一致性和組裝后使用的安全性起了極為重要的作用,同時(shí)也推進(jìn)產(chǎn)品制造成本的降低。我國大型鋰離子電池制造企業(yè)不惜花大代價(jià),實(shí)現(xiàn)這一自動(dòng)化生產(chǎn)進(jìn)程,為2020年新能源汽車發(fā)展提供了重要支撐。
(2)許多企業(yè)(如我國的典型鋰一次電池和堿性鋅錳電池企業(yè))的自動(dòng)化生產(chǎn)線更是通過自主實(shí)踐、自主設(shè)計(jì)、自己加工組裝(或配合機(jī)械制造企業(yè)共同完成)、自己調(diào)試與改進(jìn)完成的。其中部分關(guān)鍵部件依然需要進(jìn)口,但是大部分已經(jīng)可以國內(nèi)自行配套。
化學(xué)與物理電源行業(yè)通過產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合和引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新相結(jié)合,科技進(jìn)步加快,自主創(chuàng)新能力得到加強(qiáng),技術(shù)水平與世界先進(jìn)水平差距已經(jīng)顯著縮小,為將我國電池制造大國轉(zhuǎn)變?yōu)殡姵刂圃鞆?qiáng)國創(chuàng)造了良好的基礎(chǔ)。
5)新型市場與新型電池技術(shù)發(fā)展推進(jìn)了新型電池產(chǎn)業(yè)的逐步形成與穩(wěn)步成長
“十二五”期間,我國若干種新型電池產(chǎn)業(yè)化開始形成和穩(wěn)步成長。其中包括超級電容器、液流電池、鈉硫電池和燃料電池。其它一些新提出的電池體系,諸如水溶液鋰離子電池、鈉離子電池、鋰硫電池、鋰空氣電池、全固態(tài)電池等尚在研究中,走向應(yīng)用或產(chǎn)業(yè)化尚需時(shí)日。
“十二五”期間正值我國發(fā)展再生能源發(fā)電和智能電網(wǎng)呼聲高漲時(shí)刻,國家級與地區(qū)級大型儲(chǔ)能演示項(xiàng)目接踵而至,其中包括張北國家級儲(chǔ)能中心、南方電網(wǎng)儲(chǔ)能演示項(xiàng)目等。其中張北儲(chǔ)能演示一期工程含有鋰離子電池14MWh、液體流動(dòng)氧化還原電池2MWh。上海也在世博會(huì)期間啟動(dòng)了一座自行研制的鈉硫電池演示。浙江南都則參與了一系列海島再生能源鉛酸蓄電池儲(chǔ)能項(xiàng)目等。這些演示正在推動(dòng)我國除鋰離子電池產(chǎn)業(yè)外的儲(chǔ)能電池技術(shù)發(fā)展與產(chǎn)業(yè)的形成,其中我國也已經(jīng)誕生了若干家技術(shù)發(fā)展型液流電池企業(yè)和鈉硫電池企業(yè)。而幾家大型鉛酸蓄電池企業(yè)自主發(fā)展了新型鉛碳(或超級鉛酸蓄電池)電池產(chǎn)品,若干研究單位從事了其它新型儲(chǔ)能電池體系的研究與技術(shù)開發(fā)等。其中我國液流電池技術(shù)(包括關(guān)鍵材料技術(shù))與產(chǎn)業(yè)發(fā)展走在國際前列,并且是以全釩液流電池為主。2014年,國內(nèi)全釩液流電池生產(chǎn)與裝機(jī)量約為5.8MW。考慮其它液流電池,總裝機(jī)量約為6MW/12MWh(多為儲(chǔ)能時(shí)長為2h的系統(tǒng))。
“十二五”期間,國內(nèi)研發(fā)和生產(chǎn)的超級電容器已經(jīng)初步得到應(yīng)用,如各種電動(dòng)交通工具的輔助電源、UPS系統(tǒng)、電磁開關(guān)、安全氣囊、電站峰谷電力平衡、電動(dòng)起重機(jī)的吊件位能回收等高功率用電場合。如上海11路公交定為超級電容電動(dòng)車的示范線,開始了商業(yè)化運(yùn)營。但一般行駛幾站后有一次短暫快速充電,以維持全線正常運(yùn)行。
受到我國科技部的大力支持,我國“十二五”燃料電池的研究工作依然方興未艾。國內(nèi)也形成了幾家小型燃料電池企業(yè),基本上是在技術(shù)發(fā)展的同時(shí),提供市場需求的特殊電源產(chǎn)品,包括汽車動(dòng)力電源。
3、協(xié)會(huì)地位與作用顯著提升、協(xié)會(huì)工作得到重視、為企業(yè)服務(wù)與推進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展得到加強(qiáng)
“十二五”計(jì)劃實(shí)施以來,我國電池行業(yè)不僅在我國國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國防現(xiàn)代化建設(shè)中發(fā)揮著越來越重要的作用(電池產(chǎn)業(yè)總銷售額已達(dá)到4000億元,其中化學(xué)電源2000億、太陽電池2000億),而且也確立了其世界電池生產(chǎn)大國的地位,其中太陽電池、鉛酸蓄電池與原電池產(chǎn)量皆系世界首位。由此,我國電池行業(yè)已經(jīng)成為國民經(jīng)濟(jì)中的重要產(chǎn)業(yè),并在工業(yè)經(jīng)濟(jì)中的分類由過去小類行業(yè)發(fā)展為中類行業(yè),電池行業(yè)地位得到顯著提升。
“十二五”期間在工業(yè)和信息化部主管部門領(lǐng)導(dǎo)下,中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)也加強(qiáng)了自身建設(shè)與主動(dòng)向企業(yè)提供服務(wù)。其中,為應(yīng)對激烈的國際市場競爭,組織企業(yè)研究應(yīng)對“國際游戲規(guī)則”,積極主動(dòng)參與應(yīng)對國際貿(mào)易中的各種非關(guān)稅貿(mào)易壁壘,重視自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的建立和維護(hù),并取得了初步成績。此外,積極協(xié)助或組織行業(yè)與國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定與實(shí)施。如組織了鋰離子電池移動(dòng)電源標(biāo)準(zhǔn)的制定與實(shí)施,在市場上收集不同廠家產(chǎn)品進(jìn)行了對比測試,將結(jié)果反饋廠家,推進(jìn)產(chǎn)品升級或改進(jìn)后達(dá)標(biāo)工作等。此外組織了一系列國內(nèi)外電池技術(shù)與市場分析的交流活動(dòng),推進(jìn)了產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級與發(fā)展。
三、“十三五”期間我國化學(xué)與物理電源行業(yè)面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)
經(jīng)過“十二五”的新發(fā)展,我國化學(xué)與物理電源行業(yè)持續(xù)鞏固了世界最大電池生產(chǎn)國和出口國的地位。前面的市場分析表明,雖然全球發(fā)展趨向緩慢,但是化學(xué)與物理電源市場依然處于旺盛需求的態(tài)勢, 因此,我國電池行業(yè)“十三五”依然面臨難得的發(fā)展機(jī)遇,當(dāng)然也面臨極為嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),分析如下。
1、我國化學(xué)與物理電源行業(yè)面臨的機(jī)遇
1)市場需求越來越旺,且比任何時(shí)期都好
①中國國內(nèi)傳統(tǒng)消費(fèi)電池(原電池與鉛酸蓄電池等)市場依然是世界最大的電池市場,將呈持續(xù)增長態(tài)勢,可以把這種市場特征定義為“穩(wěn)中有升”;按5只原電池/人/年計(jì),總數(shù)就將達(dá)到60余億只(實(shí)際上這個(gè)數(shù)字會(huì)進(jìn)一步升高)。中國累計(jì)已有近2億輛電動(dòng)自行車在運(yùn)行,若平均每2年換一次電池,年度替換市場就達(dá)1億套(每套鉛酸蓄電池若為10Ah,36V,即360Wh。那么總計(jì)達(dá)到360億Wh!)
②中國部分消費(fèi)電池有著固定的國外市場(特別是向發(fā)展中國家出口),這一出口市場一般也是穩(wěn)中有升,如鋅錳電池、堿性鋅錳電池、錢幣式鋰原電池、小型鋰離子電池等。
③隨著我國正在推進(jìn)的一帶一路計(jì)劃,國內(nèi)外鐵路、汽車、交通、通信、UPS、醫(yī)療等都會(huì)有更大發(fā)展,對于各類電池需求(包括蓄電池與原電池)都會(huì)有更多需求。
④動(dòng)力電池市場面臨新的更大增長,按照國家新能源汽車發(fā)展計(jì)劃,2020年我國純電動(dòng)汽車和插電式混合動(dòng)力汽車年生產(chǎn)能力達(dá)200萬輛,若按平均每輛30kWh計(jì),總計(jì)需要?jiǎng)恿﹄姵?00億Wh,已經(jīng)超過了2014年全球鋰離子電池產(chǎn)量(5萬MWh)。如果還要考慮微混起停、HEV等的需求,那就更大了。
⑤可再生能源“十二五”規(guī)劃將風(fēng)電作為可再生能源的重要新生力量,將太陽能作為后續(xù)潛力大的可再生能源產(chǎn)業(yè)。國家能源局《太陽能發(fā)電發(fā)展“十二五”規(guī)劃》提出:到 2015 年太陽能發(fā)電裝機(jī)將達(dá)到 2100 萬千瓦,到 2020 年,太陽能發(fā)電裝機(jī)達(dá)到 5000 萬千瓦。而“十三五”規(guī)劃擬將2020年太陽能發(fā)電裝機(jī)目標(biāo)提高到1億千瓦。一旦再生能源大規(guī)模走向應(yīng)用,經(jīng)濟(jì)有效、簡便操作的儲(chǔ)能電池就變得迫在眉睫了。因?yàn)闊o論獨(dú)立供電還是并網(wǎng),都需要儲(chǔ)能電池。顯然,再生能源的利用,將極大推動(dòng)儲(chǔ)能電池產(chǎn)業(yè)的大發(fā)展,其需求總量必將是非常大的。
⑥一些新的用電器具或設(shè)備正在興起,也會(huì)對電池提出急迫的需求,如無人飛機(jī)、機(jī)器人等等。
2)國家與地方政府的各項(xiàng)政策支持越來越強(qiáng)
①國務(wù)院把節(jié)能環(huán)保、新一代信息技術(shù)、生物、高端裝備制造、新能源、新材料、新能源汽車等產(chǎn)業(yè)確定為七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),其中的新能源、新材料、新能源汽車、新一代信息技術(shù)和節(jié)能環(huán)保等產(chǎn)業(yè)與電池行業(yè)密切相關(guān),涉及到太陽電池、動(dòng)力鋰離子電池、氫鎳電池、鋰一次電池、鉛酸蓄電池及相關(guān)的電池材料產(chǎn)業(yè);
②我國《汽車產(chǎn)業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃》中提出了電動(dòng)汽車產(chǎn)銷形成規(guī)模的重大戰(zhàn)略目標(biāo),明確在 2020 年之前實(shí)施千億元投資進(jìn)行扶持,到 2015 年純電動(dòng)汽車和插電式混合動(dòng)力汽車市場保有量達(dá)到 50 萬輛以上,2020年實(shí)現(xiàn)普及 500 萬輛新能源汽車;
③財(cái)政部、科技部、工業(yè)和信息化部、國家發(fā)展改革委聯(lián)合出臺(tái)《關(guān)于開展私人購買新能源汽車補(bǔ)貼試點(diǎn)的通知》,實(shí)施私人購買新能源汽車補(bǔ)貼政策;
④國家能源局《太陽能發(fā)電發(fā)展“十二五”規(guī)劃》提出:到 2015 年太陽能發(fā)電裝機(jī)將達(dá)到 2100 萬千瓦,到 2020 年,太陽能發(fā)電裝機(jī)達(dá)到 5000 萬千瓦。而“十三五”規(guī)劃擬將2020年太陽能發(fā)電裝機(jī)目標(biāo)提高到1億千瓦;
⑤國家科技十三五規(guī)劃對動(dòng)力電池、燃料電池技術(shù)創(chuàng)新繼續(xù)給予重點(diǎn)支持。其中,動(dòng)力電池的比能量(單體電池)300-350Wh/kg,成本1元/Wh等。
3)行業(yè)由“大”做“強(qiáng)”的基礎(chǔ)越來越好,且顯示出天時(shí)、地利、人和的大好局面(見前面分析)
顯然,未來5-10年我國化學(xué)與物理電源行業(yè)又迎來了一個(gè)更大發(fā)展的契機(jī),關(guān)鍵是我們能否抓住機(jī)遇,在認(rèn)清我們所面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)的基礎(chǔ)上,解決一個(gè)一個(gè)行業(yè)發(fā)展遭遇的技術(shù)與生產(chǎn)管理難題,取得質(zhì)的飛躍,在2020年部分實(shí)現(xiàn)我國化學(xué)與物理電源行業(yè)由“大”變“強(qiáng)”和最終2025年全面實(shí)現(xiàn)我國化學(xué)與物理電源行業(yè)由大國轉(zhuǎn)變?yōu)閺?qiáng)國的蛻變!
2、我國化學(xué)與物理電源行業(yè)面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)
用一句話概括起來說,“中國化學(xué)與物理電源行業(yè)在世界市場的競爭力不強(qiáng),是行業(yè)發(fā)展面臨的最大挑戰(zhàn)”。就是說“市場蛋糕”很大,但我們?nèi)绻偁幜Σ粡?qiáng),我們分到的“市場蛋糕”有限。特別是,正當(dāng)我國電動(dòng)汽車發(fā)展需要大批量使用動(dòng)力電池之時(shí),韓國三星與LG兩家大電池公司完成了在中國大規(guī)模電池生產(chǎn)線建設(shè)。他們的電池生產(chǎn)能力、性能水平、質(zhì)量一致性、甚至價(jià)格都優(yōu)于中國制造的電池。這樣,就連中國國內(nèi)動(dòng)力電池市場也會(huì)受到極大沖擊!我國電池行業(yè)競爭力不強(qiáng)的表現(xiàn),可具體歸納如下。
1)行業(yè)創(chuàng)新能力不足,具體表現(xiàn)為新技術(shù)的源頭大多在國外,自主推出的新產(chǎn)品較少,產(chǎn)品升級換代慢;
2)產(chǎn)品性能或質(zhì)量水平缺乏競爭性,具體表現(xiàn)為電池綜合性能或某項(xiàng)性能低于國外對手產(chǎn)品;或產(chǎn)品性能一致性水平難以滿足用戶配套(如電動(dòng)車動(dòng)力電池)要求等;
3)企業(yè)規(guī)模不夠大、無法對抗國外大型跨國公司。表現(xiàn)為我國大型電池公司雖在成長中,但規(guī)模度不夠大。加之中小企業(yè)眾多(我國化學(xué)與物理電源產(chǎn)業(yè)相關(guān)企業(yè)的數(shù)量多達(dá) 4000 家)。內(nèi)部相互惡性競爭嚴(yán)重,影響對外競爭力。
4)行業(yè)中還保留了部分低檔產(chǎn)品,如原電池產(chǎn)品中的一次鋅錳電池的比重較大,不僅價(jià)格低廉,而且出口到歐美發(fā)達(dá)國家的比重較小,與國際高端客戶配套的量較少;
5)關(guān)鍵材料滿足程度不夠,或使電池性能上不去,或降低采用率。故需進(jìn)一步通過細(xì)致研究、材料生產(chǎn)控制等,以進(jìn)一步改善材料性能,滿足或提高在高檔電池中的采用率;
6)生產(chǎn)自動(dòng)化程度和控制、管理存在缺陷或不足,顯著制約高檔電池成品率、一致性和成本;
7)研究、生產(chǎn)與應(yīng)用跟不上電動(dòng)汽車等新能源汽車發(fā)展要求:動(dòng)力電池市場需求量雖非常大,但電動(dòng)汽車對電池性能及成本有著不斷升高的要求,電池技術(shù)水平認(rèn)可度需要進(jìn)一步提升,電源系統(tǒng)(模塊)標(biāo)準(zhǔn)化制造水平不高;電池循環(huán)耐久性、環(huán)境適應(yīng)性需要接受實(shí)地實(shí)證與考核;利于電動(dòng)汽車推廣應(yīng)用的社會(huì)服務(wù)支撐體系尚在創(chuàng)建之中;
8)節(jié)能降耗和廢舊電池回收再利用形勢嚴(yán)峻:廢舊電池回收再利用需要進(jìn)一步規(guī)范和國家政策的大力支持。
9)國內(nèi)鋰電生產(chǎn)企業(yè)普遍缺乏對國際安全法規(guī)的認(rèn)識(shí),與國際上領(lǐng)先的鋰電池企業(yè)相比規(guī)范意識(shí)偏低;有些企業(yè)為了降低成本,低價(jià)競爭,不按照法規(guī)要求進(jìn)行有關(guān)檢測(如UN38.3), 導(dǎo)致出口國外后被退貨和重罰。
10)交通和安全監(jiān)管部門對鋰電池運(yùn)輸和倉儲(chǔ)缺乏有效的區(qū)別和管理。目前國內(nèi)危險(xiǎn)品運(yùn)輸沒有區(qū)別鋰電池產(chǎn)品,統(tǒng)一按照?;窐?biāo)準(zhǔn)作業(yè),要求過高,從而鋰電池運(yùn)輸運(yùn)輸成本過高,給企業(yè)增加了很大負(fù)擔(dān)。也導(dǎo)致相當(dāng)一部分企業(yè)朦混運(yùn)輸和倉儲(chǔ),造成監(jiān)管的漏洞和安全隱患。建議有關(guān)部門向國際上先進(jìn)國家學(xué)習(xí),細(xì)化產(chǎn)品和加以改進(jìn)。
四、“十三五”化學(xué)與物理電源行業(yè)發(fā)展規(guī)劃的指導(dǎo)思想、基本原則和主要目標(biāo)
1、指導(dǎo)思想
以電池市場需求和國家新能源發(fā)展戰(zhàn)略為依據(jù),科學(xué)發(fā)展、創(chuàng)新發(fā)展為主題,全面貫徹落實(shí)“中國制造2025”要求,大力推進(jìn)化學(xué)與物理電源行業(yè)的自主創(chuàng)新、推進(jìn)化學(xué)與物理電源行業(yè)全面轉(zhuǎn)型升級,大幅度提高行業(yè)的國際競爭力,實(shí)現(xiàn)2025年前“化學(xué)與物理電源行業(yè)全面由生產(chǎn)大國向強(qiáng)國轉(zhuǎn)變”的大目標(biāo)。
2、基本原則
1)堅(jiān)持科學(xué)發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展,實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和新興產(chǎn)業(yè)共同發(fā)展的要求
化學(xué)與物理電源行業(yè)要實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)調(diào)整,必須發(fā)揮科技在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中的作用,加快科技進(jìn)步和創(chuàng)新,為新一輪經(jīng)濟(jì)增長提供引擎。堅(jiān)持技術(shù)改造與技術(shù)創(chuàng)新相結(jié)合,依靠科技進(jìn)步,把傳統(tǒng)電池產(chǎn)業(yè)的高新技術(shù)化與高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化緊密結(jié)合起來,帶動(dòng)化學(xué)與物理電源產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展和產(chǎn)品的優(yōu)化升級;根據(jù)國內(nèi)外不同的消費(fèi)市場,推進(jìn)新型電池發(fā)展的同時(shí),不排斥傳統(tǒng)電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,以滿足不同層次的消費(fèi)需求;通過扶優(yōu)扶強(qiáng),進(jìn)一步培植優(yōu)勢企業(yè)和優(yōu)勢產(chǎn)品,提高電池產(chǎn)業(yè)的集中度,減少行業(yè)內(nèi)無序競爭。
2)重視資源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)
對于我國化學(xué)與物理電源行業(yè)來說,在快速發(fā)展的同時(shí),要注重環(huán)境的保護(hù),既要在生產(chǎn)過程中高度重視污染問題的解決,又要特別關(guān)注廢舊電池的收集和回收處理,這樣,既解決了電池生產(chǎn)中材料的循環(huán)利用,節(jié)約了資源,又為行業(yè)的健康發(fā)展創(chuàng)造了良好的外部環(huán)境?;瘜W(xué)與物理電源行業(yè)中的鉛酸蓄電池、鎘鎳電池和含汞電池都是國家嚴(yán)格控制的六類有毒有害物質(zhì),因此,在“十二五”已經(jīng)取得成效的基礎(chǔ)上,我國化學(xué)與物理電源行業(yè)應(yīng)該進(jìn)一步加強(qiáng)生產(chǎn)過程中的污染防治,確保杜絕有害物質(zhì)的污染事故發(fā)生。要積極采取措施實(shí)現(xiàn)廢舊電池的回收處理,研究使用期滿動(dòng)力鋰離子電池再利用可行性,千方百計(jì)提高資源的循環(huán)利用率。
3)體現(xiàn)自主創(chuàng)新,加快結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略性調(diào)整的要求
國家產(chǎn)業(yè)政策調(diào)整重點(diǎn)鼓勵(lì)推進(jìn)低碳排放、循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的“綠色新能源”產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,鼓勵(lì)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的建立,加快新型動(dòng)力電池、儲(chǔ)能電池和可再生能源的發(fā)展。
4)體現(xiàn)以市場為主導(dǎo),加強(qiáng)宏觀調(diào)控政策的導(dǎo)向作用
堅(jiān)持?jǐn)U大國外市場和對外開放。擴(kuò)大國外市場的著力點(diǎn)從注重出口量的擴(kuò)大向注重產(chǎn)品質(zhì)量和檔次的提高轉(zhuǎn)變;對外開放從注重“引進(jìn)來”向更加注重“走出去”轉(zhuǎn)變。鼓勵(lì)和支持有條件的企業(yè)到有資源優(yōu)勢和市場優(yōu)勢的國家和地區(qū)辦廠。充分利用國內(nèi)外兩個(gè)市場,提高國際競爭力。
3、發(fā)展目標(biāo)
1)行業(yè)主要產(chǎn)品產(chǎn)量、銷售額與出口額增長目標(biāo)
新能源產(chǎn)業(yè)作為國家“十三五”重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域已無懸念,化學(xué)與物理電源產(chǎn)業(yè)是新能源產(chǎn)業(yè)的重要組成部分,“十三五”期間仍將保持持續(xù)、快速增長,其中傳統(tǒng)的化學(xué)電源將進(jìn)入平穩(wěn)發(fā)展期,產(chǎn)業(yè)增長重點(diǎn)在“動(dòng)力電池、儲(chǔ)能電池和傳統(tǒng)電池應(yīng)用”三大領(lǐng)域,增長貢獻(xiàn)率較大的主要電池品種有新發(fā)展IT、純電動(dòng)車動(dòng)力與儲(chǔ)能鋰離子電池和新型液流電池等;傳統(tǒng)汽車和新型汽車起停以及通信應(yīng)用鉛酸蓄電池(含鉛碳電池等)和不斷擴(kuò)展應(yīng)用的鋰一次電池。2020年,我國化學(xué)與物理電源行業(yè)中的化學(xué)電源產(chǎn)品總產(chǎn)值將達(dá)到4000-5000億元左右,年平均增長率10-20%;鋰離子電池、鉛酸蓄電池將持續(xù)成為化學(xué)與物理電源行業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè),鉛酸蓄電池保持平均8-10%增長,鋰離子電池年平均增長率20-30%;我國化學(xué)電源出口仍將保持持續(xù)快速增長的態(tài)勢,年平均增長率10-15%,出口品種增加,檔次提高,鋰離子電池將占出口總額的 55%以上?!笆濉蹦?,我國化學(xué)電源主要產(chǎn)品的產(chǎn)量、銷售收入和出口額目標(biāo)分別見表 7、8、9。
2)行業(yè)競爭力目標(biāo)
韓日中鋰離子電池OEM市場比例提升至40%;鋰原電池市場份額超過50%;電動(dòng)車動(dòng)力電池市場量世界第一,安全運(yùn)行無電池事故;
3)行業(yè)資源循環(huán)回收利用目標(biāo):
鉛酸蓄電池安全回收率98%;動(dòng)力電池安全回收再利用率達(dá)100%;
4)大型企業(yè)成長目標(biāo)超500億元銷售收入企業(yè) 1-5個(gè);超300億元銷售收入企業(yè)10個(gè);
5)知名產(chǎn)品品牌目標(biāo):
進(jìn)入世界知名品牌,原電池5-8個(gè);蓄電池8-10個(gè);液流電池1個(gè);超級電容器1個(gè);
6)自主創(chuàng)新能力提升目標(biāo):
新增企業(yè)級、地方級與國家級研究中心數(shù)量超過“十二五”末的一倍;
研究投入超過“十二五”末的一倍;
專利申請超過“十二五”末的一倍;
研究隊(duì)伍中新吸收及自己培養(yǎng)的各類型中青年人才增長一倍;
五、“十三五”化學(xué)與物理電源行業(yè)主要任務(wù)和發(fā)展重點(diǎn)
1.“十三五”化學(xué)與物理電源行業(yè)主要任務(wù):
歸納起來,十三五化學(xué)與物理電源行業(yè)的主要任務(wù)就是:抓住市場與政策機(jī)遇、突出抓好發(fā)展重點(diǎn)、突破關(guān)鍵技術(shù)和技術(shù)創(chuàng)新,千方百計(jì)提高行業(yè)(企業(yè))競爭力,努力完成與超額完成行業(yè)“十三五”規(guī)劃各項(xiàng)目標(biāo),為2020年實(shí)現(xiàn)部分電池產(chǎn)業(yè)由電池制造“大”國向電池制造“強(qiáng)”國的轉(zhuǎn)變,并為“十四五”(2025年)實(shí)現(xiàn)化學(xué)電源行業(yè)全面由電池制造“大”國向電池制造“強(qiáng)”國轉(zhuǎn)變的宏偉目標(biāo)打好堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
2.“十三五”期間化學(xué)電源行業(yè)發(fā)展重點(diǎn)
1)鉛酸蓄電池產(chǎn)業(yè)
①繼續(xù)支持國家的許可證制度實(shí)施,重點(diǎn)推進(jìn)取證產(chǎn)業(yè)的升級(提升先進(jìn)裝備、強(qiáng)化清潔生產(chǎn)、推行量化管理)與產(chǎn)品升級(合格率98%),鞏固我國鉛酸蓄電池世界產(chǎn)量第一地位,力爭出口在有序競爭中擴(kuò)展(年均增10%),并不斷發(fā)展壯大國內(nèi)市場(年均增10%),包括可能起步的起停應(yīng)用市場等;重視與促進(jìn)超大規(guī)模企業(yè)(或企業(yè)聯(lián)合體)形成與發(fā)展、推動(dòng)企業(yè)創(chuàng)新技術(shù)與產(chǎn)品、知名品牌以及高端人才隊(duì)伍的培育或培養(yǎng),不斷夯實(shí)行業(yè)做“強(qiáng)”的基礎(chǔ)。
②繼續(xù)支持電池?zé)o害回收利用與清潔生產(chǎn)設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān),盡快完善鉛酸蓄電池清潔生產(chǎn)設(shè)備改造與無害回收利用改造,支撐鉛酸蓄電池產(chǎn)業(yè)與產(chǎn)品升級以及成本降低,建立起若干個(gè)清潔生產(chǎn)示范線或基地,推進(jìn)該產(chǎn)業(yè)得到政府、社會(huì)公眾的認(rèn)可。
③發(fā)揮我國在鉛酸蓄電池新技術(shù)研究方面已有的基礎(chǔ)與優(yōu)勢(成果、人才隊(duì)伍、國家經(jīng)費(fèi)支持等),通過技術(shù)創(chuàng)新研究,努力提高鉛酸蓄電池比功率、比能量,延長其循環(huán)壽命與使用壽命。其中包括加快卷繞式電池、超級電池(含鉛碳電池)、增強(qiáng)型富液電池以及改進(jìn)型AGM電池的技術(shù)完善、驗(yàn)證和開拓市場(HEV起停系統(tǒng)應(yīng)用、儲(chǔ)能應(yīng)用等),同時(shí),盡快突破雙極性和電極輕量化關(guān)鍵技術(shù)等。由此,為做“強(qiáng)”我國鉛酸蓄電池行業(yè)提供技術(shù)支撐。
2)鋰離子電池產(chǎn)業(yè)與產(chǎn)業(yè)鏈
①重點(diǎn)推進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級(提升先進(jìn)裝備、強(qiáng)化先進(jìn)控制與推行先進(jìn)管理)與產(chǎn)品升級(小型鋰離子電池體積比能量提升20%,達(dá)700-750Wh/l,動(dòng)力電池單體比能量200-250Wh/kg),提升我國小型鋰離子電池在中日韓市場地位的比例至35-40%),力爭出口在有序競爭中擴(kuò)展(年均增10%),在國家新能源汽車有利政策支持下,保持國內(nèi)市場高速發(fā)展(年均增20%);并且重視與促進(jìn)超大規(guī)模企業(yè)(或企業(yè)聯(lián)合體)形成與發(fā)展、推動(dòng)企業(yè)創(chuàng)新技術(shù)與產(chǎn)品、知名品牌以及高端人才隊(duì)伍的培育或培養(yǎng),不斷夯實(shí)產(chǎn)業(yè)做“強(qiáng)”的基礎(chǔ)。
②繼續(xù)支持關(guān)鍵材料與關(guān)鍵設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān),盡快完善鋰離子電池產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè),支撐鋰離子電池產(chǎn)業(yè)與產(chǎn)品升級以及成本降低,其中關(guān)鍵材料主要包括高鎳NMC與NCA、高電壓尖晶石結(jié)構(gòu)LMO、層狀結(jié)構(gòu)富鋰NMC、以及橄欖石結(jié)構(gòu)LMP、LMFP等以及硅基負(fù)極材料,功能電解質(zhì)材料、固態(tài)電解質(zhì)材料、含涂層隔膜或新型隔膜、功能粘合劑、阻燃電解質(zhì)等;關(guān)鍵設(shè)備主要包括全自動(dòng)電極設(shè)備、全自動(dòng)高精度電池、電池模塊組裝設(shè)備、全自動(dòng)高精度電池化成設(shè)備、全自動(dòng)高精度電池分類檢測設(shè)備和電池模塊內(nèi)部缺陷檢查設(shè)備等。積極推進(jìn)鋰離子電池行業(yè)智能制造工作,建成5-10個(gè)數(shù)字化工廠。
③發(fā)揮我國在鋰離子電池研究方面的優(yōu)勢(成果、人才隊(duì)伍、國家經(jīng)費(fèi)支持等),突破300-350Wh/kg、循環(huán)壽命2000次和成本1元/Wh的電池關(guān)鍵技術(shù)。
④持續(xù)支持新型電池體系的創(chuàng)新基礎(chǔ)與技術(shù)研究,目標(biāo)是發(fā)展更高比能量和低成本電池技術(shù),包括新一代鋰離子電池材料體系、全固態(tài)鋰或鋰離子電池、金屬鋰電池(Li/S與Li/空氣)、多價(jià)金屬與反應(yīng)材料體系等。通過這些研究,為我國實(shí)現(xiàn)最終的鋰離子電池“強(qiáng)”國地位轉(zhuǎn)變提供支撐。
3)金屬氫化物鎳電池
①重點(diǎn)推進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級(提升先進(jìn)裝備、強(qiáng)化先進(jìn)控制與推行先進(jìn)管理)與產(chǎn)品升級,在國家新能源汽車有利政策支持下,力爭實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)動(dòng)力電池在HEV市場份額的增長。
② 繼續(xù)支持關(guān)鍵材料與關(guān)鍵設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān),盡快完善金屬氫化物鎳電池產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè),支撐金屬氫化物鎳電池產(chǎn)業(yè)與產(chǎn)品升級以及成本降低,其中關(guān)鍵材料主要包括泡沫鎳、球形Ni(OH)2,電解質(zhì)材料、隔膜、功能粘合劑等;關(guān)鍵設(shè)備主要包括全自動(dòng)電極設(shè)備、全自動(dòng)高精度電池、電池模塊組裝設(shè)備、全自動(dòng)高精度電池化成設(shè)備、全自動(dòng)高精度電池分類檢測設(shè)備和電池模塊內(nèi)部缺陷檢查設(shè)備等。
③ 發(fā)揮我國在金屬氫化物鎳電池研究方面的優(yōu)勢(成果、人才隊(duì)伍、國家經(jīng)費(fèi)支持等),突破金屬氫化物鎳電池新材料技術(shù)以及動(dòng)力與儲(chǔ)能應(yīng)用電池關(guān)鍵技術(shù)等。
4)鋰原電池
①重點(diǎn)推進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級(提升先進(jìn)裝備、強(qiáng)化先進(jìn)控制與推行先進(jìn)管理)與產(chǎn)品升級,力爭出口在有序競爭中擴(kuò)展(出口額年均增10%),在國家新能源汽車有利政策支持下,保持國內(nèi)市場持續(xù)發(fā)展(產(chǎn)量年均增20%);并且重視與促進(jìn)大型企業(yè)(或企業(yè)聯(lián)合體)形成與發(fā)展、推動(dòng)企業(yè)創(chuàng)新技術(shù)與產(chǎn)品、知名品牌以及高端人才隊(duì)伍的培育或培養(yǎng),不斷夯實(shí)產(chǎn)業(yè)做“強(qiáng)”的基礎(chǔ)。
②繼續(xù)支持關(guān)鍵材料與關(guān)鍵設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān),盡快完善鋰原電池產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè),支撐鋰原電池產(chǎn)業(yè)與產(chǎn)品升級以及成本降低,其中關(guān)鍵材料主要包括納米CFx材料、FeS2材料、薄型金屬鋰帶、高活性碳材料、高性能隔膜、有機(jī)電解質(zhì)、高純度SOCl2等;關(guān)鍵設(shè)備主要包括全自動(dòng)電極制造(涂膜或PTFE粘合電極)設(shè)備、全自動(dòng)高精度電池組裝設(shè)備、全自動(dòng)高精度電池分類檢測設(shè)備和電池模塊內(nèi)部缺陷檢查設(shè)備等。
③發(fā)揮我國在鋰原電池研究方面的優(yōu)勢(成果、人才隊(duì)伍、國家經(jīng)費(fèi)支持等),突破鋰原電池關(guān)鍵技術(shù),比能量提升至400Wh/kg—Li/CFx+MnO2)、貯存壽命增至10年以上;低溫-40℃下可獲得常溫容量的80%等。
5)堿性鋅錳與鋅錳一次電池
①重點(diǎn)推進(jìn)普通鋅錳電池產(chǎn)業(yè)升級,提升堿錳電池比例至60%。力爭出口在有序競爭中擴(kuò)展(堿錳電池出口額年均增5%),同時(shí)保持國內(nèi)市場持續(xù)發(fā)展(堿錳電池產(chǎn)量年均增6%);并且重視與促進(jìn)大型企業(yè)(或企業(yè)聯(lián)合體)形成與發(fā)展、推動(dòng)企業(yè)創(chuàng)新技術(shù)與產(chǎn)品、知名品牌以及高端人才隊(duì)伍的培育或培養(yǎng),不斷夯實(shí)產(chǎn)業(yè)做“強(qiáng)”的基礎(chǔ)。
②繼續(xù)支持關(guān)鍵材料與關(guān)鍵設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān),盡快實(shí)現(xiàn)堿性鋅錳電池隔膜國產(chǎn)化;實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)高精度電池、電池模塊組裝生產(chǎn)線、全自動(dòng)高精度電池分類檢測設(shè)備國產(chǎn)化。努力推進(jìn)建成我國第一條無人值守智能電池示范生產(chǎn)線。
③支持我國在鋅錳電池方面的持續(xù)研究,突破一次鋅錳電池降低鉛含量的技術(shù)和扣式堿錳和鋅銀電池的無汞化技術(shù)。同時(shí)盡快解決制造堿性鋅錳電池鋼殼所用的鋼帶國產(chǎn)化問題等。
6)燃料電池
繼續(xù)構(gòu)建和完善我國燃料電池的技術(shù)創(chuàng)新平臺(tái),鼓勵(lì)質(zhì)子交換膜燃料電池,直接甲醇燃料電池等小型實(shí)用燃料電池的開發(fā)與應(yīng)用;支持燃料電池的技術(shù)創(chuàng)新,努力降低成本,在關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化方面有所突破,形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的專有技術(shù);拓寬小型燃料電池系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域和燃料電池在電動(dòng)車上的示范運(yùn)營。為形成完整的應(yīng)用產(chǎn)業(yè)鏈,需要抓緊:
①發(fā)展低成本制氫與高容量儲(chǔ)氫技術(shù)研究與演示應(yīng)用:制氫技術(shù)包括大規(guī)模煤氣化制氫和可再生能源制氫研究;高容量儲(chǔ)氫技術(shù)包括輕質(zhì)超高壓儲(chǔ)氫瓶和新型高比容量儲(chǔ)氫材料研究等;在以上基礎(chǔ)上,考慮實(shí)施城市供氫網(wǎng)系統(tǒng)研究及示范。
②燃料電池本體與材料技術(shù):開展催化劑、電解質(zhì)膜等關(guān)鍵材料以及電極、雙極板等關(guān)鍵部件的基礎(chǔ)研究和工程開發(fā);發(fā)展燃料電池堆、燃料電池輔助裝置、燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)等系統(tǒng)集成技術(shù),并推進(jìn)其產(chǎn)業(yè)化和市場規(guī)模演示;
③燃料電池電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù):研發(fā)應(yīng)用于電動(dòng)車、電力、通訊和國防等領(lǐng)域的氫/空氣燃料電池系統(tǒng),并進(jìn)行演示評價(jià)。
7)特種電池
①努力創(chuàng)建獨(dú)樹一格的或世界一流的特種化學(xué)電源產(chǎn)業(yè),包括貯備電池、航天蓄電池與原電池以及電源系統(tǒng);其中,全面推進(jìn)鋰離子電池在衛(wèi)星上的全面應(yīng)用,應(yīng)用的單體電池比能量達(dá)到140Wh/kg。在研的下一代電池比能量達(dá)到180-220Wh/kg;鋰氟化碳一次電池比能量突破600Wh/kg等。
②努力創(chuàng)建獨(dú)樹一格的或世界一流的特種物理電源產(chǎn)業(yè),包括航天高效太陽電池與方陣、柔性薄膜太陽電池(大面積、高效率14-16%,AM0,25℃)與方陣以及空間電源系統(tǒng)。
8)超級電容器及其它新型蓄電池
①鼓勵(lì)超級電容器產(chǎn)業(yè)化技術(shù)的研究與開發(fā),擴(kuò)大應(yīng)用試驗(yàn);推動(dòng)超級電容器與電池技術(shù)的合作,加強(qiáng)超級電容器與電池混合使用應(yīng)用系統(tǒng)的研究,包括內(nèi)混合系統(tǒng)如超級電池等,逐步實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,為電動(dòng)車提供新型的動(dòng)力源,拓寬超級電容器的應(yīng)用領(lǐng)域。加強(qiáng)創(chuàng)新研究,從材料體系和新概念入手,不斷提高超級電容器的比功率與比能量(3-5kW級/kg,40-60Wh/kg );
②努力推進(jìn)液流電池產(chǎn)業(yè)擴(kuò)展,在規(guī)模儲(chǔ)能市場找到自己的定位,實(shí)現(xiàn)市場擴(kuò)展,達(dá)到600MW總規(guī)模;
③努力推進(jìn)新型自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的鋰離子水溶液電池、快速表面反應(yīng)超級電容器等的研究進(jìn)程;加速新型全固態(tài)電池、鈉離子電池等技術(shù)研究與應(yīng)用攻關(guān)。逐步實(shí)施相應(yīng)電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。
9)電池先進(jìn)制造設(shè)備
已含在各類電池中,但是應(yīng)該給予特別重視,因?yàn)樗潜U现袊姵匦袠I(yè)從“大”變“強(qiáng)”的基石。
10)電池回收與再利用(含資源回收再利用)
① 鞏固鉛酸蓄電池許可證制度實(shí)施成果,實(shí)現(xiàn)全部鉛酸蓄電池?zé)o害回收處理再利用;
② 加強(qiáng)鋰離子電池再利用研究,確立再利用標(biāo)準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)其再利用;同時(shí),加快研究對不能直接再利用電池的資源回收方法,建立可行的回收制度與資源再利用體系。
六、主要措施和政策建議
1、提高自主創(chuàng)新能力,為化學(xué)與物理電源行業(yè)振興和發(fā)展注入新的動(dòng)力
完善化學(xué)與物理電源行業(yè)的創(chuàng)新體系、提高自主創(chuàng)新能力,繼續(xù)推進(jìn)企業(yè)的技術(shù)改造,幫助企業(yè)提高創(chuàng)新能力和創(chuàng)新條件。促進(jìn)行業(yè)基礎(chǔ)研究成果與工程化、產(chǎn)業(yè)化的銜接,提升產(chǎn)業(yè)核心競爭力。支持科研院所積極開展綠色二次電池、可再生能源新體系的研究,使我國在新型電池研究開發(fā)中取得更多的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。通過組建行業(yè)聯(lián)盟或技術(shù)協(xié)作聯(lián)盟等形式,推進(jìn)電池與上下游產(chǎn)業(yè)鏈的合作,如鋰離子動(dòng)力電池與電動(dòng)自行車、電動(dòng)汽車、電源管理系統(tǒng)等領(lǐng)域的交流與合作,組織攻關(guān),提高產(chǎn)品技術(shù)水平,促進(jìn)推廣應(yīng)用。
2、加強(qiáng)行業(yè)引導(dǎo),優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局,構(gòu)建產(chǎn)業(yè)保護(hù)和經(jīng)濟(jì)安全體系
提高行業(yè)整合能力,培植優(yōu)勢產(chǎn)品和優(yōu)勢企業(yè),擴(kuò)大產(chǎn)業(yè)規(guī)模,提高科技含量和附加值。通過引導(dǎo)企業(yè)并購與重組,提高產(chǎn)業(yè)集中度,培育和鼓勵(lì)骨干企業(yè)做大做強(qiáng);完善市場、環(huán)保等優(yōu)勝劣汰機(jī)制,通過行業(yè)規(guī)范(準(zhǔn)入條件)的提高,促使電池企業(yè)規(guī)?;鸵?guī)范化,防止一哄而上;加快電池產(chǎn)業(yè)集群的培育,形成和完善產(chǎn)業(yè)鏈,提升我國電池產(chǎn)業(yè)的整體水平。
3、積極推進(jìn)行業(yè)節(jié)能減排和清潔生產(chǎn),實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展
支持企業(yè)加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)和實(shí)施清潔生產(chǎn),研究和建立廢棄電池回收和再利用體系。實(shí)現(xiàn)鉛酸蓄電池生產(chǎn)從鉛冶煉到回收再生形成封閉式循環(huán);逐步形成鉛酸蓄電池“誰生產(chǎn)、誰回收”的運(yùn)行機(jī)制,鼓勵(lì)鉛酸蓄電池骨干企業(yè)履行社會(huì)責(zé)任,向廢鉛酸蓄電池回收再生產(chǎn)業(yè)鏈延伸,從源頭上控制污染風(fēng)險(xiǎn);推廣電池生產(chǎn)和回收再生“節(jié)能減排”新技術(shù);制訂和推廣電池環(huán)境標(biāo)志產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),提高電池行業(yè)環(huán)保準(zhǔn)入門檻;支持電池回收再生產(chǎn)業(yè)政策的研究;推動(dòng)以環(huán)境保護(hù)、資源利用為目的的電池回收、再生技術(shù)的研究與產(chǎn)業(yè)化,實(shí)現(xiàn)有效化管理。
4、積極引導(dǎo)企業(yè)開辟新的國際市場,研究和應(yīng)對國外技術(shù)貿(mào)易壁壘
堅(jiān)持出口市場多元化,降低國際市場高度集中的風(fēng)險(xiǎn),實(shí)現(xiàn)出口國家和地區(qū)的“多國化”,積極開拓新興市場和潛在市場。鼓勵(lì)自主品牌產(chǎn)品出口,提高檔次和附加值,逐步減少加工貿(mào)易,實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化。拓寬國際合作渠道和領(lǐng)域,發(fā)揮行業(yè)協(xié)會(huì)協(xié)調(diào)組織作用,以龍頭企業(yè)帶動(dòng)實(shí)施走出去的戰(zhàn)略,到有電池材料資源和市場資源的國家和地區(qū)辦廠。進(jìn)一步研究應(yīng)對和消除國外技術(shù)貿(mào)易壁壘對我國電池產(chǎn)業(yè)的影響,在提高自主創(chuàng)新能力的同時(shí),按照WTO 規(guī)則,構(gòu)建有效的產(chǎn)業(yè)保護(hù)和經(jīng)濟(jì)安全體系;高度重視 WTO 游戲規(guī)則的研究和知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù),積極消除國外技術(shù)壁壘和反傾銷等貿(mào)易壁壘對我國電池產(chǎn)業(yè)的影響。
5、實(shí)施積極的產(chǎn)業(yè)政策引導(dǎo),保證產(chǎn)業(yè)健康有序發(fā)展
對電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展實(shí)施政策引導(dǎo),通過制定有關(guān)法律法規(guī),促進(jìn)污染嚴(yán)重、浪費(fèi)資源和高耗能的產(chǎn)品逐步退出市場,引導(dǎo)高新技術(shù)產(chǎn)品形成產(chǎn)業(yè)規(guī)模,提高國際市場占有率。為推進(jìn)動(dòng)力電池和儲(chǔ)能電池產(chǎn)業(yè)化技術(shù)的突破,建議政府借鑒美國、日本等國的經(jīng)驗(yàn),將動(dòng)力電池、儲(chǔ)能電池及關(guān)鍵材料繼續(xù)列為國家重大產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目,資助有條件的企業(yè)和科研院所通過產(chǎn)學(xué)研結(jié)合實(shí)施技術(shù)突破和產(chǎn)業(yè)化。建議出臺(tái)鼓勵(lì)擴(kuò)大新型動(dòng)力電池(包括鋰離子電池、氫鎳電池、新型鉛酸蓄電池等)和太陽電池等國內(nèi)消費(fèi)的產(chǎn)業(yè)政策,如稅收優(yōu)惠、政府補(bǔ)貼等,以推動(dòng)市場的啟動(dòng)和節(jié)能減排;建議出臺(tái)鋰離子電池電動(dòng)自行車補(bǔ)貼政策,推動(dòng)鋰離子電池電動(dòng)自行車的普及。建議對“十三五”期間重點(diǎn)和優(yōu)先發(fā)展的電池產(chǎn)品、材料及裝備的研究開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化給予政策上的支持,對高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化重點(diǎn)項(xiàng)目給予專項(xiàng)資金資助,國家風(fēng)險(xiǎn)投資向新型電源項(xiàng)目傾斜。建議建立太陽電池多晶硅材料、鉛酸蓄電池、電池回收再生企業(yè)的準(zhǔn)入制度,提高電池行業(yè)的能耗和環(huán)保準(zhǔn)入門檻;對已有的企業(yè)也要建立優(yōu)勝劣汰機(jī)制,讓不符合節(jié)能和環(huán)保要求的企業(yè)退出市場或通過整合、整改等實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)生產(chǎn)。建議規(guī)范電池行業(yè)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì),明確各自的分工,形成科學(xué)、合理和可行的電池及材料標(biāo)準(zhǔn)體系,規(guī)范行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化工作。
6、在“十三五”行業(yè)面臨重大發(fā)展機(jī)遇與嚴(yán)峻挑戰(zhàn)之際,努力做好行業(yè)協(xié)會(huì)的服務(wù)工作:
除了發(fā)揮好政府與行業(yè)的橋梁作用外,“十三五”行業(yè)協(xié)會(huì)搭建四大平臺(tái),以便為行業(yè)成員做好服務(wù),推動(dòng)“十三五”行業(yè)規(guī)劃順利實(shí)施。
1)搭建行業(yè)信息平臺(tái),協(xié)會(huì)及時(shí)發(fā)布相關(guān)政策和行業(yè)信息,便于企業(yè)第一時(shí)間了解政策導(dǎo)向和行業(yè)發(fā)展趨勢,使其在產(chǎn)業(yè)導(dǎo)向、行業(yè)重大技術(shù)開發(fā)、聯(lián)合應(yīng)對國際貿(mào)易壁壘、提高行業(yè)在國際市場的話語權(quán)等方面發(fā)揮重大作用。
2)搭建行業(yè)技術(shù)或?qū)W術(shù)會(huì)議平臺(tái),協(xié)會(huì)定期或不定期組織技術(shù)與市場交流活動(dòng),讓行業(yè)內(nèi)直接了解到國內(nèi)外最新研究動(dòng)態(tài)與技術(shù)成果。同時(shí)也給國內(nèi)企業(yè)或研究單位及時(shí)發(fā)布自主研究成果的機(jī)會(huì)。協(xié)會(huì)更希望通過這些交流活動(dòng)平臺(tái)幫助企業(yè)或單位物色和培養(yǎng)技術(shù)領(lǐng)軍或?qū)W術(shù)帶頭人。
3)搭建國內(nèi)外行業(yè)名牌產(chǎn)品收集與檢測對比平臺(tái)
為了配合電池由大做強(qiáng),行業(yè)協(xié)會(huì)決定在十三五開展電池產(chǎn)品抽查、測試對比和評價(jià)工作,通過實(shí)際數(shù)據(jù)推進(jìn)我國電池企業(yè)永不懈怠、持續(xù)發(fā)展的信心與決心。
4)搭建行業(yè)數(shù)據(jù)收集與分析平臺(tái)
十三五期間,行業(yè)協(xié)會(huì)期待與會(huì)員單位一起繼續(xù)做好行業(yè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)工作,及時(shí)收錄數(shù)據(jù),用季報(bào)、半年報(bào)和年度報(bào)的形式傳達(dá)給會(huì)員單位。
“十三五”期間,我國化學(xué)與物理電源行業(yè)不僅面臨著新的有利于產(chǎn)業(yè)發(fā)展的外部環(huán)境,循環(huán)經(jīng)濟(jì)、低碳經(jīng)濟(jì)的新型工業(yè)化發(fā)展方向?qū)⑼苿?dòng)我國電池產(chǎn)業(yè)保持持續(xù)、快速增長,新材料、新能源和新能源汽車等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,將加快化學(xué)與物理電源產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整,同時(shí)我國化學(xué)與物理電源行業(yè)的發(fā)展也面臨著資源短缺、貿(mào)易保護(hù)、節(jié)能減排等許多新矛盾和新要求,機(jī)遇和挑戰(zhàn)并存?;瘜W(xué)與物理電源行業(yè)仍是一個(gè)充滿生機(jī)的朝陽產(chǎn)業(yè),只要我們的思路對頭、謀劃得當(dāng)、措施有力,就能實(shí)現(xiàn)健康、持續(xù)發(fā)展。
中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)
2016年 1 月 18 日
附件:“十三五”化學(xué)電源行業(yè)主要電池領(lǐng)域重大(或重點(diǎn))項(xiàng)目建議
(一)原電池領(lǐng)域的重大項(xiàng)目:
1、高比能量(600-700Wh/kg)的鋰原電池材料(以CFx為基礎(chǔ),也包含其它新型高電壓/高比容量正極材料等)與電池研究中的重要基礎(chǔ)問題與關(guān)鍵技術(shù);
2、薄型與超薄型(含薄膜電池)鋁塑封包裝(或稱紙片式電池)鋰電池材料、工藝與生產(chǎn)技術(shù)研究以及推廣應(yīng)用;
3、堿性鋅二氧化錳電池性能提升的相關(guān)材料、工藝與生產(chǎn)技術(shù)研究;
4、堿性鋅二氧化錳電池全自動(dòng)無人值守生產(chǎn)線示范(120-240ppm,產(chǎn)品合格率超過99%,);
5、鋰錢幣電池(Coin cell)全自動(dòng)無人值守生產(chǎn)線示范(240-360ppm,產(chǎn)品合格率超過99%,);
6、標(biāo)準(zhǔn)圓柱形鋰原電池全自動(dòng)組裝示范生產(chǎn)線(120-240ppm,產(chǎn)品合格率超過99%);
7、鋰原電池電極自動(dòng)生產(chǎn)線(新型自動(dòng)涂膜-Coating技術(shù));
8、原電池自放電評估方法及電池?cái)R置壽命預(yù)期方法(包括模擬仿真等,建立企業(yè)累計(jì)的數(shù)據(jù)庫);
9、國產(chǎn)原電池名牌產(chǎn)品與國際同類產(chǎn)品的收集與對比檢測,建立行業(yè)級共用數(shù)據(jù)庫;
10、超薄型金屬鋰帶的加工技術(shù)與設(shè)備系統(tǒng)(鋰帶厚度:10-100微米可調(diào),均勻性符合要求)注:系金屬鋰蓄電池與薄膜鋰原電池共同需求;
11、高比能量金屬空氣電池新技術(shù)發(fā)展;
(二)蓄電池領(lǐng)域的重大項(xiàng)目:
鉛酸蓄電池
1、鉛酸蓄電池新技術(shù)(鉛碳、卷繞、雙極性、泡沫石墨等新技術(shù)研究或技術(shù)完善研究)、新工藝(針對提高利用率的鉛粉工藝、固化工藝改進(jìn)等)、新產(chǎn)品(起停系統(tǒng)電池等)與新應(yīng)用(起停、吊車能量回收等)研究;
2、超高標(biāo)準(zhǔn)鉛酸蓄電池清潔生產(chǎn)、自動(dòng)化生產(chǎn)線示范(清潔度超過國家標(biāo)準(zhǔn)許
可度30%);
3、超高標(biāo)準(zhǔn)鉛酸蓄電池全密閉清潔回收系統(tǒng)示范(環(huán)境中-周邊廢水或空氣中無有害物檢出);
4、國產(chǎn)鉛酸蓄電池名牌產(chǎn)品與國際同類產(chǎn)品的收集與對比檢測,建立行業(yè)級共用數(shù)據(jù)庫;
5、鉛酸蓄電池產(chǎn)品應(yīng)用跟蹤調(diào)查與有效回收的措施研究;
堿性蓄電池
6、堿性蓄電池(金屬氫化物鎳電池和特殊應(yīng)用鎘鎳電池)新技術(shù)、新工藝、新產(chǎn)品與其生產(chǎn)技術(shù)以及國產(chǎn)化替代進(jìn)口產(chǎn)品應(yīng)用研究
--針對我國地鐵、高鐵、航空等的迅猛發(fā)展需求,滿足國內(nèi)產(chǎn)品替代要求
7、金屬氫化物鎳電池比能量提升、比功率提升以及壽命延長的關(guān)鍵技術(shù)研究(針對混合電動(dòng)車輛與儲(chǔ)能等);
鋰離子電池
8、新一代鋰離子電池材料研究、評價(jià)、生產(chǎn)與應(yīng)用;
9、超過750Wh/L能量密度鋁塑膜封裝鋰離子電池研究與開發(fā)以及規(guī)模化生產(chǎn)與應(yīng)用;
10、國產(chǎn)3C用鋰離子電池名牌產(chǎn)品與國際同類產(chǎn)品的收集與對比檢測,建立行業(yè)級共用數(shù)據(jù)庫;
11、薄型與超薄型(含薄膜電池)鋁塑封包裝(或稱紙片式電池)鋰離子電池材料、工藝與生產(chǎn)技術(shù)研究以及推廣應(yīng)用;
12、純電動(dòng)車用300-350Wh/kg(單體)、循環(huán)壽命3000(80%DOD)次以上,成本低于1元/Wh、安全型鋰離子電池研究與開發(fā);
13、高比功率(3000W/kg-10S、高比能量混合型(200-250Wh/kg)、長循環(huán)壽命(5000次,60%DOD)鋰離子電池研究與開發(fā)(應(yīng)用于PHEV);
14、長壽命(15-20年)儲(chǔ)能型鋰離子電池研究與開發(fā)及其評價(jià)系統(tǒng)(含仿真等);
15、超高功率起停系統(tǒng)用鋰離子電池研究與開發(fā)(低溫啟動(dòng):-30℃下冷啟動(dòng)電流,高于700A);
16、全自動(dòng)鋰離子電池關(guān)鍵材料生產(chǎn)線(正極、負(fù)極、隔膜、電解質(zhì))示范項(xiàng)目;
17、聚合物電池全自動(dòng)化示范生產(chǎn)線(含裝備與工藝);
18、圓柱型電池全自動(dòng)化示范生產(chǎn)線(含裝備與工藝);
19、大容量殼體式電池全自動(dòng)化示范生產(chǎn)線(含裝備與工藝);
20、大容量動(dòng)力電池安全評價(jià)研究(包括仿真、測試等),建立數(shù)據(jù)庫;
21、動(dòng)力電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)(熱、機(jī)械、電、控制等)與評價(jià)研究(包括仿真、測試等),建立數(shù)據(jù)庫;
超級電容器
21、新型超級電容器體系重要基礎(chǔ)問題與關(guān)鍵技術(shù)(比能量超過50Wh/kg、比功率超過10kW/kg)等;
22、超級電容器與其它電池混合體系的應(yīng)用研究與評價(jià)方法研究;
23、超級電容器及其關(guān)鍵材料的生產(chǎn)裝備與工藝研究;
液體流動(dòng)氧化還原電池
24、新型液流電池體系重要基礎(chǔ)問題與關(guān)鍵技術(shù)等;
25、液流電池的應(yīng)用示范研究與評價(jià)方法研究,建立數(shù)據(jù)庫;
26、液流電池及其關(guān)鍵材料的生產(chǎn)裝備與工藝研究;
新型蓄電池體系
27、高比能量(400Wh/kg)、長壽命(500次,100%DOD, 容量保持率80%)鋰硫電池體系重要基礎(chǔ)問題與關(guān)鍵技術(shù);
28、高比能量(500Wh/kg)、長壽命(300次,100%DOD, 容量保持率80%)鋰空氣電池體系重要基礎(chǔ)問題與關(guān)鍵技術(shù);
29、新型低成本(含鈉離子、水溶液鋰離子、鋅離子電池體系等,單體電池水平:0.5元/Wh)長壽命(10000次以上,100%DOD, 容量保持率80%)儲(chǔ)能電池重要基礎(chǔ)問題與關(guān)鍵技術(shù);
30、安全型全固態(tài)電池重要基礎(chǔ)問題(高導(dǎo)電率材料、電極/電解質(zhì)交界面等)與關(guān)鍵技術(shù);
31、多價(jià)金屬與化合物材料電池體系的重要基礎(chǔ)問題與關(guān)鍵技術(shù);
(三)燃料電池領(lǐng)域的重大項(xiàng)目
1、低成本、長操作壽命燃料電池材料體系的重要基礎(chǔ)問題與關(guān)鍵技術(shù);
2、燃料電池性能提升與成本降低研究(低溫啟動(dòng)、運(yùn)行壽命延長至3000小時(shí)以上、成本降低等);
3、燃料電池的工藝優(yōu)化與自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù);
4、燃料電池示范運(yùn)行壽命評價(jià),建立數(shù)據(jù)庫;
(四)軍用特種電池領(lǐng)域的重大項(xiàng)目
1、熱電池新體系基礎(chǔ)研究(含低熔點(diǎn)電解質(zhì)與新型正負(fù)極材料);
2、熱電池新工藝研究(涂覆工藝制備熱電池電極片);
3、鋅氧化銀儲(chǔ)備電池新技術(shù)研究;
4、高比特性金屬鋰貯備電池研究;
5、高比能量、長壽命航天用鋰離子電池研究;
6、復(fù)合電源(不同電池間或與超級電容器或不同電極復(fù)合)概念與基礎(chǔ)創(chuàng)新技術(shù);
7、軍用燃料電池技術(shù)應(yīng)用研究(包括潛艇AIP動(dòng)力等)。
(審核編輯: 智匯小蟹)
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