Оуян Мингао сказал, что технология литиевых батарей в Китае, Японии и Южной Корее является ведущим лагерем.

Рост предприятий по производству аккумуляторов заложил определенную техническую основу для революции в области электромобилей в Китае, но, чтобы по-настоящему догнать Германию и Японию, отрасли электромобилей необходимы дальнейшие технологические прорывы и своевременная индустриализация.

Китай вот-вот вступит в 10-й год развития электромобилей. Как аккумуляторная батарея сердца электромобиля, его отраслевым образцом стало двойное небо ледяного огня.

В 2017 году shenzhen watma battery co., LTD., Пятая по величине в мире и третья в Китае компания по производству аккумуляторных батарей по объему продаж, и ее материнская компания jianruihuaneng (300116.sz) в начале апреля не выполнили свои обязательства по выплате долга в размере 2 млрд юаней. с общим долгом 22,138 млрд юаней. Кроме того, многие малые и средние предприятия по производству аккумуляторных батарей закрылись из-за высокой стоимости. С другой стороны, компания ningde new energy technology co., LTD. (далее именуемая CATL), крупнейшая в мире компания по продаже аккумуляторных батарей в 2017 году, успешно провела встречу в начале апреля на сумму более 130 миллиардов юаней.

В дополнение к внутренней кадровой ситуации, на мировом рынке сильная среда японской и корейской группы предприятий в конкурентной среде, конкурентоспособность Китая новых транспортных средств энергии? Есть ли вероятность обгона на повороте? Оуян Мингао, академик Китайской академии наук и исполнительный вице-председатель Общекитайской ассоциации электромобилей, недавно сказал Caijing, что итоги производства электромобилей в Китае сформированы. Может вернуть литий-железо-фосфатную батарею в литий-ионную аккумуляторную батарею нового поколения.

Китайская аккумуляторная батарея: атака и защита

В: каков путь развития аккумуляторных батарей в Китае?

Оуян мин-гао: 11-й пятилетний план сосредоточен на разработке литий-железо-фосфатных литиевых положительно-ионных батарей, 12-й пятилетний план сосредоточен на разработке тройных положительных литий-ионных аккумуляторов, 13-й пятилетний план сосредоточен на Разработка тройного положительного электрода с высоким содержанием никеля + кремниево-углеродная отрицательная литий-ионная батарея.

В: созрели ли отечественные исследования литий-железо-фосфатных батарей? В чем преимущества и недостатки тройных литиевых батарей по сравнению с фосфатом лития-железа?

Оуян: литий-железо-фосфатные батареи - это технологический итог революции электромобилей. Хотя удельная емкость ниже, чем у литий-ионной батареи, литий-железо-фосфатная батарея имеет зрелую технологию, богатый набор материалов, контролируемую стоимость и высокую безопасность. В настоящее время усовершенствованная литий-железо-фосфатная батарея достигла дальности непрерывного движения в 500 километров в электромобиле Тенгси, учитывая как безопасность, так и экономичность.

Литий-железо-фосфат и тройной анод - это разные анодные материалы литиевой батареи. Трехкомпонентная литиевая батарея обеспечивает более высокую удельную энергию, но все еще существуют проблемы, такие как безопасность, стоимость сырья и срок службы. Технический порог повышен, чтобы стимулировать технический прогресс, а также требования безопасности для литий-ионных батарей.

В: тройная литиевая батарея теперь считается основной линией аккумуляторных батарей. Многие предприятия перешли на производство тройных литиевых батарей с более высокой удельной энергоемкостью и более сложной технологией. Каково статус-кво технологии тройных литиевых батарей в Китае? Какие трудности?

Ouyang ming-gao: в настоящее время силикоуглеродно-отрицательная литий-ионная батарея NCM811 + имеет удельную энергию 300 ватт-часов / кг при исследованиях и разработках образцов батарей, но безопасность, особенно безопасность от перезарядки, является большой проблемой. В 2020 году комбинация анода 811, кремний-угольного анода и жидкого электролита может стать основным продуктом (некоторые японские и корейские эксперты по аккумуляторным батареям считают, что анод 622 может быть лучшим выбором с точки зрения всестороннего баланса характеристик).

Нетрудно достичь цели 300 ватт-часов / кг к 2020 году. Ядро, когда-то индустриализация крупномасштабного внедрения производства, сырья, производственного процесса может удовлетворить спрос. После индустриализации литий-ионной батареи 811 она ограничивается анодными материалами. С промышленной точки зрения будет очень сложно достичь удельной энергии 350 ватт-часов / кг.

В: высокий никель - это тенденция?

Оуян мингао: высокое содержание никеля в настоящее время является тенденцией, в основном направленной на снижение зависимости от кобальта, чтобы сделать затраты контролируемыми. Снижение использования кобальта - неизбежная тенденция.

В: пойдет ли Китай по пути панасонизма Японии? Например, цилиндрическая разработка 18650 литиевая батарея 811.

Ouyang minggao: panasonic 18650 из-за небольшой емкости легче достичь высокого удельного энергетического индекса. Маленькая батарея может избежать проблемы неравномерности материала и поляризации после увеличения громкости. Но поскольку электролит легко сохнет, срок его службы относительно невелик. Но Китай не пойдет слепо по пути panasonic и выберет другие материалы. Китай никель-кобальтовый марганец, panasonic никель-кобальт алюминий. Безопасность никель-кобальт-алюминия плохо контролируется, а марганец относительно более стабилен.

В: станут ли литий-ионные батареи основным направлением деятельности в среднесрочной перспективе?

Ouyang minggao: литий-ионный аккумулятор всегда будет основным продуктом в среднесрочной перспективе, который будет нелегко перевернуть. Но положительный, отрицательный и электролитный могут измениться. Кроме того, из-за неопределенности в отношении литиевого воздуха и литиевой серы перспективы индустриализации в автомобильной отрасли еще предстоит увидеть.

Преимущества и недостатки китайской технологии литиевых батарей

Вопрос: Китай, Япония и Казахстан имеют право говорить о мировой литиевой энергетике. Как это случилось?

Оуян мингао: в основном потому, что Китай, Япония и Южная Корея имеют промышленную базу литиевых батарей. Само собой разумеется, что промышленная база Китая начинается с аккумулятора сотового телефона. Когда появилась технология литиевых батарей, большинство мировых автомобильных компаний работали над топливными элементами, а не с элементами питания. Китай вначале также уделяет внимание топливным элементам, но между Соединенными Штатами и Японией существует большой разрыв в основных материалах и мембранных электродах, поскольку нет промышленной базы, связанной с топливными элементами. Позже, после многократного сравнения преимуществ отечественной промышленности и характеристик транспортной системы, была предложена стратегия «чистого электропривода» с использованием литиевых батарей. Только так компания, наконец, оказалась в одном лагере с Японией и Южной Кореей и возглавила мировую индустриализацию электромобилей на новой энергии.

В Европе и Соединенных Штатах сейчас очень трудно появиться крупные литиевые электрические предприятия, в основном из-за позднего запуска, слабой производственной базы.

В: почему промышленные преимущества и транспортная система Китая способствуют развитию литиевых батарей?

Оуян мингао: Японская компания Toyota разрабатывает гибридную мощность на основе топливного двигателя. В то время Toyota формулировала первые два пятилетних плана развития китайских автомобилей на новых источниках энергии, а также последовала за тем, чтобы Toyota взяла гибридные двигатели в качестве основного направления развития. Отечественные системообразующие автомобильные предприятия вложили много сил в исследования и разработки гибридных силовых агрегатов. К 2008 году эффект от демонстрационной эксплуатации отечественных гибридных электромобилей, особенно гибридных электромобилей, был неудовлетворительным.

В то же время, технология литий-ионных аккумуляторов после 2007 года совершила прорыв, за короткий период времени, чтобы заменить аккумулятор nimh, возможно развитие чисто электрических. Переход Toyota от гибридов к топливным элементам направлен на то, чтобы поднять планку технологий и обеспечить конкурентное преимущество.

Транспортная система Китая основана на электронной мобильности. Высокоскоростной железнодорожный транспорт, электронный велосипед и электронный общественный транспорт стали характерными чертами электронной мобильности в китайском обществе. В то же время технология интеграции электромобилей относительно проста, поэтому Китай подходит для чистой электроэнергии. Технический прорыв и соответствие условиям применения, что является основной причиной быстрого развития чистого электричества.

В: каков уровень мировых резервов талантов и исследований в области литиевых батарей в Китае?

Оуян мингао: Я прочитал материал. За последние 10 лет было опубликовано около 1 миллиона международных статей по исследованиям материалов. На Китай и Тайвань приходится 40% от общего количества. Большинство людей, изучающих батареи в США, тоже китайцы. Талантливые запасы литиевых батарей Китая и большой потенциал для исследований.

В: недостаточна ли емкость литиевых батарей высокого класса в Китае?

Оуян мингао: высокопроизводительные производственные мощности - общая проблема, с которой сталкиваются все отрасли в Китае. Однако в аккумуляторной промышленности Китая высока доля высококлассных специалистов и активных технологических инноваций. Ниндэ, например, стоил 20 миллиардов долларов в год, имея более 100 PHDS. По сравнению с некоторыми отечественными автомобильными компаниями, годовой объем производства в 500 миллиардов юаней составляет всего 50. Такая структура и соотношение талантов полностью отличается от других отраслей.

Вопрос: в настоящее время отечественная промышленность литиевых батарей имеет низкую консистенцию. Будут ли отраслевые стандарты?

Оуян мингао: Китайские стандарты литиевых батарей имеют строгие стандарты безопасности и четкие индикаторы. Международный стандарт для литиевых батарей, принятый недавно, основан на китайском стандарте. Безопасность и удельная энергия литиевой батареи противоречат друг другу. С развитием технологий и технологий предприятия по производству литиевых батарей улучшат технический порог за счет повышения удельного энергетического индекса. Удельная энергия является важной и эффективной дубинкой для корректировки изменений в структуре производственных мощностей, и производственные мощности низкого уровня на рынке, безусловно, будут устранены.

В: эпоха ниндэ получила крупные заказы от Volkswagen и Mercedes по всему миру, а цены на LG на 6% выше. Почему иностранные автопроизводители готовы платить больше за китайские аккумуляторы?

Оуян мингао: во-первых, качество продукции эпохи ниндэ не уступает LG, а иногда даже лучше, чем LG. Во-вторых, в Европе нет крупных производителей лития; В-третьих, Китай является их крупнейшим единым рынком, на который приходится, скажем, 40% мировых продаж VW. Наконец, цепочка производства литиевых батарей в Китае более полная, чем в Южной Корее, а ее промышленные масштабы и потенциал развития также выше, чем в Южной Корее.

Аккумулятор нового поколения, который может сломать бюро

Спросите: в настоящее время самым популярным материалом положительного полюса за 3 юаня является богатое литиево-марганцевое основание, почему оно стало горячей точкой, какие существуют преимущества и недостатки?

Оуян мингао: анодные материалы с высоким содержанием лития и марганца в настоящее время являются глобальной исследовательской точкой. Теоретическая разрядная емкость анодного материала, богатого литием, высока, она может достигать более 400 мАч / г, а удельная энергия батареи может достигать более 400 ватт-часов / кг. В то же время это может снизить зависимость от кобальта и никеля и снизить стоимость, особенно кобальта. Недавно профессор Ся Динго из Пекинского университета синтезировал в лаборатории положительный электрод емкостью 400 мАч / г, но срок службы литий-марганцевых батарей относительно невелик.

Теперь дома и за рубежом сделали 300 ватт-час / кг литиево-марганцевого богатого литиевого аккумулятора, но срок службы в сотни раз не может соответствовать требованиям автомобиля, необходимо продолжать усердно работать. Богатая литий-марганцевая основа сама по себе затухание напряжения происходит быстро, в материале необходимо искать улучшения. Во-вторых, вам необходимо совместить богатую литием марганцевую основу с электролитом с более широким диапазоном напряжений, например твердотельным.

В: есть ли график индустриализации литий-марганца?

Оуян мингао: в рамках национального специального проекта к 2020 году будет реализована индустриализация 811 тройных литиевых батарей. В то же время, база, богатая литием и марганцем, будет продолжать проводить фундаментальные исследования. Поскольку соответствующие проекты еще не завершены, точный момент индустриализации в настоящее время не может быть определен, и ожидается, что это произойдет примерно в 2025 году.

В то время всестороннее сравнение литиевой батареи из богатого литием материала, которое ожидается, должно быть равно или даже лучше, чем 811, а удельная энергия должна быть выше, чем 811. Долговечность является ключевым фактором для сравнения. Если долговечность может быть успешно улучшена, богатый литием материал станет новым типом анодного материала для индустриализации литиевых батарей.

Вопрос: автомобильные компании будут твердые и все твердотельные батареи в качестве следующего направления исследований и разработок, научных исследований и разработок?

Оуян мингао: хотя исследования твердого электролита были горячей темой, суть твердотельных батарей заключается в решении проблемы взаимодействия твердого и твердого электролита, в настоящее время все еще необходимо добавить жидкий электролит. В следующие 5-10 лет доля жидкого электролита будет постепенно уменьшаться, показывая тенденцию от частично твердого к полутвердому и полностью твердому. Он будет почти полностью сплошным, если не сплошным.

Как только будет разработан твердотельный накопитель, он не только станет более безопасным, но и полностью изменит практику использования батарей. Поскольку твердое тело решает проблему короткого замыкания жидкой батареи, батарею можно соединить последовательно внутри для повышения удельной энергии. В настоящее время удельная энергия должна быть максимально увеличена с целью обеспечения долговечности, а твердотельные батареи также обладают потенциалом быстрой зарядки. Многие исследовательские институты и предприятия в Китае изучают технологию твердотельных литиевых батарей.

В: каков статус исследований и планирования твердотельных батарей в Японии?

Г-н Оуян: Японская компания Toyota продемонстрировала твердотельные литий-ионные батареи, и они говорят, что они будут индустриализированы к 2022 или 2023 году. Но удельная энергия все еще не выросла после индустриализации, поэтому удельная энергия также не будет слишком высокой. .

Могут ли топливные элементы заменить литиевые батареи?

В: каковы основные проблемы при разработке топливных элементов из чистого электричества?

Оуян Мингао: Китайские исследования топливных элементов достигли большого прогресса, автомобили на топливных элементах на местном рынке начали индустриализацию. Оптимизация производительности системы топливных элементов, около 2025 года технология сможет относительно созреть, если реализация массового производства, стоимость также будет снижена.

В настоящее время больше внимания следует уделять технологиям водородной энергетики, то есть начальному водородному топливу, например, производству, транспортировке, хранению, сжатию и другим звеньям. До сих пор основное внимание уделялось самой системе топливных элементов. Но технологии и инфраструктура, связанные с водородом, не идеальны. Например, бортовая технология хранения водорода имеет следующие проблемы: высокая стоимость углеродного волокна, небольшой вес хранения водорода и большие потери энергии. Поэтому ключевым моментом является углубление фундаментальных исследований и технологических разработок, связанных с водородной энергетикой, а также строительство соответствующей инфраструктуры.

Вопрос: считают ли политики, что создание топливных элементов более реалистичным, не приведет к сокращению субсидий на топливные элементы?

Оуян мингао: с точки зрения всей национальной энергетической системы (не только с точки зрения использования транспортных средств) технология водородных топливных элементов действительно нуждается в ускорении развития, что соответствует потребностям энергетической революции Китая. Если потребность в энергии достигает определенного уровня, литиевые батареи не могут удовлетворить его.

Но я также не согласен с утверждением, что водород является «основным источником энергии», а автомобили на водородных топливных элементах - «окончательно экологически чистыми». Водород и электричество являются энергоносителями, и нет никакого «предела». Маленькие автомобили требуют меньше энергии, а литиевые батареи могут сыграть большую роль. Таким образом, что касается транспортных средств, использующих новую энергию, в будущем сгорание и чистое электричество будут сосуществовать в симбиозе.

В: каков будет баланс затрат между топливными элементами и чисто электрическими транспортными средствами в будущем для легковых автомобилей?

Оуян мингао: некоторые исследования показывают, что к 2025 году для автомобилей выше среднего уровня запас хода в 350 километров может стать точкой баланса между транспортными средствами на топливных элементах и электромобилями на аккумуляторных батареях. Более 350 км, топливные элементы лучше; В пределах 350 километров преимущество литиевой батареи сильнее.

В настоящее время развитая сеть высокоскоростных железных дорог Китая может полностью удовлетворить потребности людей в поездках на большие расстояния, поэтому обновлений сверхдальних электромобилей не так много. В будущем, когда водородная энергия получит определенное развитие, топливный элемент можно будет использовать в качестве расширителя диапазона литий-ионной батареи, что может увеличить пробег и снизить потребление батареи за счет электрического смешивания.

Страница содержит содержимое машинного перевода.