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阻碍动力锂离子电池发展的瓶颈
        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。
 
        1、锂离子电池发展受限的瓶颈是成本
        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、10A·h铅酸电池价格约400元,而36V、10A·h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更大,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。
 
        第二,扩大动力锂离子电池的生产规模化,提升自动化水平,降低成本,这些需要资金的大量介入,另外需要配套的充电站设施的大量先期投入,提供方便电动车应用的大环境。动力锂离子电池产业发展的主要瓶颈是系统应用的标准化。产业需要推动动力锂电池产业从导入期走进成长期。中国物理化学电源协会和凹凸科技发起的“电池管理系统开发及应用联盟”将成为联系电池行业和系统应用不同行业厂商的一个纽带,为推动电池管理的行业标准化贡献力量。
        2、标准化是制约动力锂离子电池发展的瓶颈
        系统应用的标准化也是制约动力锂离子电池发展的瓶颈。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。
 
        联盟的战略目标是:用2~3年的时间,发展成为具有行业影响力的绿色电池产业联盟组织;建设以中国企业为起点,面向世界电池产业,以世界一流电池管理技术为平台的产业联盟;协助电池行业组织制定统一的电子接口和机构标准,为全球动力电池产业的发展作贡献。
        动力锂离子电池的发展是一个系统工程,受到多方面因素的影响,而且很多因素相互制约,一起影响动力锂离子电池的发展,如原材料的价格直接影响着电池的价格,而电池的价格又直接影响着市场的认可。此外消费者的消费习惯也对动力锂离子电池的发展带来不可忽视的影响。对于这些影响因素,一方面需要生产环节进一步降低成本,包电池原材料的生产和电池的制造。对于市场方面的问题则需要一个逐渐认识和成熟的过程,有时需要克服一些消费习惯方面的问题。
        3、动力锂离子电池发展的瓶颈在于能量密度及安全性提高
        动力锂离子电池发展的瓶颈在于能量密度的提高、安全性提高、成本控制3个方面。能量密度的提高与电池安全性的提高具有一定的矛盾,因此必须在二者之间寻找平衡点,在保证安全性的基础上不断提高电池的能量密度,可以通过正极材料体系及电解液的不断改进来达到目标。电池成本降低的瓶颈又在于进口隔膜等材料的成本较高,而且目前铜等金属的价格一直上涨,对电池的成本降低带来一定的困难,不过随着科技部等政府机构对隔膜国产化的不断支持,加之电池生产厂的自动化程度的不断提高,电池的材料利用率及电池合格率也不断提高,相信电池的成本还会不断降低。
        发展动力锂电池产业还需要从材料、技术方面努力:
        (1)需要解决快充快放电能力方面的不足。
        (2)需要解决锂离子电池电解液溶剂体系易燃易爆的不足。
        (3)使电池隔膜早日国产化。
       (4)材料方面,正负极材料和电解液国内企业逐渐形成竞争力,主要是技术指标的提升,隔膜的国产化也在实现中。电池制造工艺和装备方面的问题比较大。国家应在产业政策、关税政策等方面鼓励自主创新和引进消化吸收再创新。知识产权方面也需要在战略和策略方面统筹考虑,行业协会可以发挥更重要的作用。
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