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            032014.12
            范未峰:對當前鋰電發展的幾點思考
                   【簡介】2014年11月14日,在成都世紀城天堂洲際大飯店召開的第二屆中國(成都)鋰電新能源產業國際高峰論壇(俗稱“鋰電達沃斯”)上,我公司研究院院長、中國科學院成都有機化學研究所副研究員范未峰博士以《對當前鋰電發展的幾點思考》為題發表了主題演講報告,以下是會議現場的文字實錄。        各位下午好,非常高興能有這樣一個鋰電的盛會在成都召開。        從歷史上看,凡是對國家有重大影響的產業,都會在成都四川這個地方發展壯大,并占有重要的一席之地,鋰電也是如此。隨著我們國家對新能源產業的認識越來越深刻,給予的力度越來越大。四川的鋰電雖然起步比較晚,但是現在發展非常快,所以迎來了這樣的盛會我感覺非常好。也很高興有這樣的機會把自己關于鋰電方面的想法跟大家做一個交流。        考慮到很多參會嘉賓是來自投資企業的,或者是想涉足這個行業的企業家,所以我把原來技術性的報告換成了“對當前鋰電發展的幾點思考”。這個報告中要談下面幾個問題:電池能量密度、電動汽車、儲能電站、安全問題、關于標準、展望等等。        首先是電池的能量密度,因為鋰電對我們接觸最密切的就是手機、電腦,這個過程中大家就感覺到,隨著手機的發展,電池的使用時間越來越短。其實在這里面,應該看到手機在這些年的變化,從過去的非智能變成了智能手機,從黑白并變成了1080p高清屏,由過去的大哥大變成了很薄的手機。在這個過程中,可以說這樣很苛刻的要求幾乎是在把鋰電池逼上了絕路。但是換一個角度看,我們不要把手機認為僅僅是做鋰電的事兒。從最初的鋰電到今天的鋰電,能量密度已經提高了一倍。但關于電子集成電路方面還沒有革命性變化,它用的CPU還是硅基的,CPU工作電壓還是1.3V。如果把碳納米管、石墨烯等應用到電路上,工作電壓會下降到0.4V,集成電路的能耗便只有現在的5%。在這種情況下,手機待機時間的問題也就解決了。現在手里拿著的iPhone可能一天充一次電,如果換成這個(新型的集成電路)可能二十天充一次。但是現在只能通過增加電池容量增加待機時間,比如圖上這款前不久公布的號稱待機720天的手機。        第二個問題講一下電動汽車,很多專家都談到了續航里程的問題。其實很多時候續航里程是個謊言,對大數外行人來講汽車時間開得越長越好,但是單談續航里程是有問題的。現在用的交通工具有摩托車、電動自行車、轎車、電動大巴等等。過去常常有人說百公里耗五度電,單單這樣說是沒有任何意義的,“如果一路下坡,耗不了五度電”。從安全隱患上,還有載荷效率,如果一輛車裝載的電池是5噸,那么相當于這輛車始終要帶50個100公斤體重的胖子來回跑,也是個問題。包括電池的成本,電池多了成本更大。從另一個角度來考慮——現在燃油車設計的里程是500公里,那為什么不開發續航里程1000公里的、2000公里的,比如油罐車。實際上500公里,在現在加油站網絡成熟的情況下,能夠滿足我們絕大多數的需要。所以我提出一個觀點,在滿足實用的情況下,續航里程越短越好。如果沒有充電網絡和快充技術的支撐,續航里程也是沒有吸引力的,一輛500公里續航里程的電動車,考慮到他走出去要回來,而且不是直線走,這種情況下它的活動半徑也只有150公里。另外是充電速度的問題,現在燃油車加油幾分鐘就能加滿,但如果換成充電,充十個小時、充兩個小時,意味著過去加油站的面積是不夠的,可能要建十倍以上的加油站面積,才能滿足電動車的需要。而在哪些地方最需要電動車的充電網絡呢?那就是在土地最貴的中心城市,在寸土寸金的城市,在污染嚴重的城市。所以沒有充電網絡和快充技術,談續航里程沒有意義。現在我們講互聯網、物聯網,其實車聯網的時代也是物聯網的一項重要內容。還有一點想說的就是——沒有壽命支撐的續航里程也沒有市場。可以算一個賬,把電動車買回來,一度電的電池,按照現在最便宜的1000瓦時1500元來計算,如果這塊電池只能使用1000次,那么為了買來這個電池,每充一次電要有1.5元的成本。但是反過來如果電池壽命達到10000次,這時候它的使用成本就非常低了。另外就是沒有安全保障的續航里程沒有未來,這些問題有很多了,前不久最“火”的電動車獲得了“冠軍”稱號。        第三個問題來談一下儲能電站,在過去水資源波動的情況下要建水庫,其實現在的儲能電站也相當于一個電庫。現在各種各樣的發電站,不管是風電站、火電站,發的電如果沒有儲存的容器就只能輸送給用戶,如果用戶不用就白白浪費掉,這是現在電網的現狀——即時產生和即時消耗。在每個家庭里和居民區里如果加上儲能電站,形成分布式儲能系統,既方便上游發電廠產生電能的儲存,也調節了下游客戶多變的使用情況。所以儲能電站是一個安全、成本、壽命和國家戰略多方面考慮的多選。其實國內在熱衷于電動汽車和電動大巴的時候,我們卻看到日本悄悄干起了分布式儲能這個事情,現在每個新建的房屋都加了太陽能面板并配備儲能系統。要求這個儲能系統一是安全,二是要求跟太陽能面板具有一樣的周期(30年)的使用壽命。居民用戶可以將太陽能產生的多余的電可以賣給電網。如果有1戶這樣干、10戶這樣干,沒有用。但當整個地區或國家,每家每戶大多數人都形成了這樣的模式,那么總的效果就很可觀。在這樣的工程實施中,有這樣一個問題,可能第一家安裝的電池,到第十年后其它用戶普及了以后卻壞掉了,因此電池的壽命對這種模式的實現至關重要。所以,當我們還在埋頭發展電動車的時候,日本人卻已經在做這種儲能網絡,可能等五年十年后我們再回頭看的時候,日本儲能項目建設和儲能項目的效果將會給我們帶來非常大的震撼,希望我們能重新審視儲能網絡的意義。        第四個是安全問題,現在用的電池都是碳負極,充電時形成的是碳化鋰,它跟汽油不一樣。汽油雖然可燃,但是它在空氣中不會自燃,而碳化鋰在空氣中或者遇水就會爆炸。PPT上的這個案例是中央電視臺科教頻道做的一個節目叫《原來如此之奪命電池》,節目中實驗表明,這種常規鋰離子電池的極片遇到水以后會發生直接爆炸,這是引起電池安全的最根本性問題。另外該節目中進行了很多種實驗,包括從手機、充電寶,到電動自行車的電池,分別在擠壓下、過充下,發生了爆炸。當然不是說每次都會發生爆炸,那十次有一次也承受不起。關于鋰電池安全的問題我已經在過去講過很多次,碳化鋰遇到水和空氣燃燒爆炸,這里怎么看待這個問題呢?現在給大家一個數據,從根本上說,只要是電池就一定有能量,但是這個電池在儲存能量的同時,也要用到鋁箔、電解液和隔膜,這些東西遇到空氣以后,都是可燃的。所以我們在這里做了一個計算,不同類型的電池,比如手機電池、飛機上允許帶得最大的是100Wh的電池以及一輛典型電動汽車上的電池。像手機電池是2000mAh,電池儲存電能是27千焦,但在空氣中完全燃燒釋放熱能是337千焦,后者是前者的10倍。也就是說,一塊電池在失控燃燒時釋放的能量是其本身儲存電能的10倍。按照這種思路,一塊2000mAh的手機電池僅僅相當于0.1克的TNT,但一輛典型的電動轎車所攜帶的85度電的電池已經相當于一公斤的TNT,而一輛電動大巴的電池組則相當4到5公斤的TNT。前面我已經說了,這個跟汽油不一樣,汽油漏了不會燃燒,但是這個電池只要漏了,一定會燃燒爆炸。當然了,中國的交通狀況大家都清楚,如果街上有一輛這樣的車發生危險,后果就會很嚴重。        第五個是關于標準的問題,大家經常講“一流的企業做標準”,我不太認同。現在是理念發展非常迅速的時代,新的材料、新的技術都在不斷發生,在沒有定型的情況下急于做什么標準,是不理智的。舉個例子,過去也有個手機電池的標準GB/T18287-2000《蜂窩電話用鋰離子電池總規范》,按照這種標準中,關于熱沖擊檢驗的指標是150℃下30分鐘,但那時候標準產生的背景是大多數手機電池容量只有500毫安時、600毫安時,而現在都達到了2000毫安時、3000毫安時,如果還用這種測試標準去評價,電池是百分之百是通不過的。直到去年我們才更新了這個標準,但這也意味著2013年新標準出臺前所有大容量的電池都在生產著不符合國家標準的產品。我們的波音787也勇敢嘗試了鋰電池,但是結果也有問題。當時很多人就講,能夠在波音787上用的電池肯定通過了最苛刻的安全測試,但為什么通過了安全測試的電池還會出現問題呢?這說明我們的測試手段、評價標準并不科學和完善。所以不要迷信標準,把東西做好了用上了,自然就是標準。        最后進行一下展望,借用國際歌中的歌詞——“從來就沒有什么救世主”。不管是材料、電池,大家都愿意用什么六邊形、八邊形去評價,這些希望在六邊形上都占有,但是不大可能。所以這里有一句話“選擇比努力更重要!”如果你想做手機電池,你一定要選擇能量密度高的,你把手機電池的壽命做到30000次,沒有用,因為它不需要那么長。最后,還有一點想說的是——大家知道馬云是今年很熱門的一個人,我想有什么啟發呢?實際上每個人做實業、做事情的人都想成功,都想拿到利潤,但是往往最后成功的是不走尋常路的人,是最初不被大家看好的領域,所以真理真的往往掌握在少數人手中。正如許多人前些年一窩蜂地上磷酸鐵鋰,妄想彎道超車。即使現在確實實現了磷酸鐵鋰在一些領域的應用,但很少人還堅持認為磷酸鐵鋰是新能源鋰電產業的主流技術方案。古詩云:“驀然回首,那人卻在,燈火闌珊處”。所以想要取得技術上的突破,想要成功,就需要有一個顛覆性的別致的思維,就需要有持之以恒的堅持,就需要相信新能源是未來社會必然之路的堅定信念。        謝謝大家!
            142014.11
            程杰:電動交通的瓶頸與突破
                   各位朋友、各位嘉賓,下午好。我想針對目前我們國家“電動交通的瓶頸與突破”問題作專題演講。            國家在新能源方面,一直都有很好地政策支持,大趨勢就是發展新能源汽車是走向汽車強國的必由之路。大勢所趨是由于嚴重的霧霾天氣導致北方空氣污染非常嚴重,還有一個問題是中科招商演講嘉賓論述的能源危機問題。現在的石油資源,在未來的三五十年是消耗殆盡,我們的石油儲備又這么少,只有30天。        之所以確定有一個電動汽車占有率達到15%至20%的目標,占整個汽車總量的20%的時候,整個國家新能源汽車的比例確保石油儲備從30天增加到90天。今年,我們新能源汽車突破4萬輛,離此目標還很遠,只占到整個汽車總量的0.2%,距離目標只前進了1%,電動汽車市場十分迫切。        從各方面可以看出,電動交通并沒有像政府期望的那樣迅猛發展,實際上是冰火兩重天,原來國家計劃是6年投資200億元,2015年達到50萬輛。那么1000億補貼能有多少輛電動車銷售?包括,充電樁基金的問題,何時突破1%和10%的比例,還要期待。整個技術和運營模式上都需要有所突破。        制約電動交通普及應用發展的瓶頸有很多方面,包括安全因素、技術因素、成本因素、政策因素、外部因素,國家在政策和外部使用環境上推出了一系列利好政策,超乎想象,來勢兇猛。但是這個行業并沒有像期望中高飛猛進發展。在行業中,真正讓產品和市場高速發展的是由消費者和市場決定的。        首先我們看到的是觸目驚心的安全問題,這個就不多說了,無論是國內還是國外,出現這么多的安全問題,我們賣電動車的時候還感覺不到安全威脅,但是看到這些畫面的時候讓我們感覺到安全問題是首先要克服的問題,怎么克服是從技術到工藝等方方面面去解決。        還有制約行業發展的是高成本,電池壽命沒有達到我們的預期。電池成本占了整車的60%。據統計,在電動汽車應用過程中,真正讓電池使用壽命突破3年的并不多。一個只有3年壽命的電池占整個電動汽車60%的成本,這個行業怎么能夠快速發展和普及呢?所以這里首先要面對的問題是如何把電池壽命從1000次推廣到3000次、5000次甚至上萬次,才能確保產品的長壽命周期,降低產品使用成本。還有電池的慢充技術,導致為了追求續航里程而追求續航里程。續航里程是我們不能獲得足夠的充電機會和快速充電,沒有辦法迫不得已的追求方式。        如果電動汽車能像燃油車這么方便充電,就沒有過度追求續航里程的必要,而是像傳統汽車一樣應用很方便。還有一個外部環境是充電難的問題,我們國家這些年在國網公司、南網公司建了大量的充電樁,出現的問題一方面是充電設施沒有起到應有的作用,都在曬太陽,而真正想充電的消費者卻找不到很好的充電環境,處于兩難的尷尬境地,這也是因為整個電池體系不能快速充電,不能真正讓充電設施以商業化的方式來運作的根本原因。        如何才能突破電動交通的瓶頸呢?興能新材公司從2008年聚集了很多高端人才,主攻高安全、長壽命、可快充型錳泰龍系列鋰電池,提供電動交通整體解決方案。單純提供電池還不能完全引導整個市場,我們希望提供整體的解決方案,在電動交通領域引導一種安全的、長壽命的、低成本的像加油站一樣加油方便的整體解決方案。        首先要解決的是一個成本問題,除了制造過程中提高管理水平之外,我們公司從全產業發展的角度,從礦產資源到材料加工、正負極材料一直到電池,通過全產業鏈的優勢大幅降低整個電池材料成本和電池制造成本,通過成本的降低確保電動交通在電池環節上突破成本瓶頸,同時長壽命的電池,延長整個電動汽車全壽命周期的使用成本。        第一個材料就是高電壓5V正極材料,也是目前電壓平臺最高的正極材料。負極材料就是我們推出的鈦酸鋰,是唯一的非碳負極,主要是解決電動交通過程中的安全性、循環性和倍率性能的問題。之所以提出我們的電池是高安全的、長壽命的和低成本的,是基于我們整個生產加工工藝,尤其我們的液相法,溶膠-浸漬合成法和溶膠-燃燒合成法,通過這樣的工藝降低材料生產過程中的消耗,提高整個材料的競爭力,降低成本。        從材料內部結構解決電池內部一系列安全問題,由傳統的層狀結構材料,經過我們的材料生產,把它變成一種框架結構材料,降低整個材料充電過程中對鋰離子的消耗,減少鋰枝晶出現的可能性,提高它的安全性、長壽命和倍率性能。        我們主推的高安全、可快充、長壽命的錳泰龍系列電池,無論是第一代還是第二代,都是著手于它的高安全性、高倍率性能,同時也在逐步提高它的能量密度,從過去的70-90,逐步提高到200以上。通過這樣的錳泰龍電池,我們認為對電動交通普及發展有非常重要的一些環節:第一個是公共安全問題,通過非碳負極的材料,確保電動交通安全。        通過超長使用壽命的材料,降低使用成本。通過我們的測算,十年以上甚至長達二十年的電池使用壽命,以租賃的方式完全可以像鉛酸一樣便宜。這也可以看到山東的低速車為什么發展那么快,因為我們的經濟發展水平,老百姓需要的是又好又便宜的產品。還有就是通過很好的倍率性能材料,使產品真正具備10分鐘快充。        有專家提到,大家對充電的等待可能在30分鐘之內,30分鐘對高節奏的生活來講遠遠不夠,我們希望充電的時間控制在10分鐘,這也受制于電網的設備,目前能夠保證電動汽車充電在10分鐘內像加油一樣充完電。超常的使用壽命,使廣大消費者不需要在使用過程中第二次更換電池。第一次購買是國家有高額補貼,普通的乘用車都有十幾萬。如果消費者在用車三五年之后,再花十幾萬買配套的電池,無論對公交車還是私家車、出租車,都是不可能承受的一個財政壓力。        通過我們的充電電池效率的倍率性提高,充電站、充電機的工作效率大幅提高,經過反復財務測算,達到目前的充電效率以后,隨著電動車的普及,電充服務行業具有很好的發展潛力。國網、南網公司有很多充電站,他們之所以把這塊業務放緩,是因為所有的設施還不具備商業化推廣的可能,作為企業來講是不可能長期做雷鋒,商業化運作的公司一定是在具備盈利能力的前提下廣泛推動,做公益是短暫的,真正讓這個行業長期發展,我認為充電設施必須具備商業化可能。        如果充電設施的利用率和盈利能力達到一定程度之后,我們認為整個充電網絡就會變成服務現實,通過充電網絡實現物聯網、大數據,使充電設施具備盈利的可能性。        通過對行業的分析,分析一下為什么目前充電網絡格局存在著很多隱患。慢充的電池技術決定了現在的格局,制約了電動汽車大規模應用。當我們在前期小批量試點、推動過程中,大家可能還意識不到這個問題,當真正大規模應用時,我們現在還不到1%,如果達到5%、10%甚至20%比例的時候,仔細分析一下目前的慢充技術,將是非常可怕的局面。        我們也測算過,如果以目前的充電網絡方式,沒有快充技術,充電樁的利用率不到10%,甚至很多區域的利用率1%都不到。電池壽命短,也導致老百姓無法真正把它當做交通工具。還有,充電樁利用率低,綜合測算,真正商業化運營,可能1度電8-10元才具備推廣,這遠高于燃油車的運營成本,是無法推廣的。我也曾經做過一個測算,以一個城市400萬輛車,如果擁有15%以上的電動汽車,它就需要30萬個充電樁。30萬個充電樁,如果在一個城市平均排開的話,就像種莊稼一樣,每隔100米左右就要有一個充電樁,顯然這種布局網絡是不現實的。所以慢充技術導致充電網絡的低效,導致整個充電設施無法有效利用。        怎么打破這種局面呢?我們認為只有通過快充技術, 使充電設備利用率提高20倍以上,才具備商業推廣可能。我們公司成立以后一直主打的都是快充型、安全型的鋰電池,我們推出的錳泰龍快充技術,可以讓整個充電網絡變成儲能式的快速充電網絡格局,這種充電網絡格局可以使充電速度提高20倍以上。        另一方面,充電設施占地面積大幅減少,出行成本每公里由1元降到1角,充電設施及電動汽車網絡化運營管理,開啟了電動交通互聯網時代。我們要把整個充電速度提高20倍以上,它的利用率和盈利能力都提高了20倍,這才能讓充電網絡可以具備商業化推廣,具備城市里廣泛投資和建設,充電就像加油一樣快捷方便,只有這樣,電動汽車普及推廣的大門才能真正向廣大消費者打開。通過充電設施的網絡化運營管理,使電動汽車和互聯網真正銜接起來。所以我們的口號是要做一款錳泰龍系列電池,提供錳泰龍系列的電動交通解決方案,真正解決老百姓出行問題,這就是我們公司的目標。        我也看到國家新聞上在介紹國家電網在建“四縱四橫”快速主干網,我了解的都是建的120千瓦的直流充電機,在高速公路上建這樣的充電機給誰用呢?長途汽車120千瓦肯定不能滿足使用的。如果對于普通百姓的乘用車在高速公路上充電,他能不能忍受3小時、6小時充電呢?現在不現實。那么這個“四縱四橫”投這么多錢建這個充電網絡給誰用呢?當快充體系電池推出來的時候,我想是給我們準備的。還有,關于中國充電標準和充電網絡的制定問題,巨頭們也是虎視眈眈。德國人來了,表面上是跟我們合作,建統一的“中德電動汽車充電項目”,實際是有意強占中國的市場,特斯拉也在建它們的光伏電站。所以電動交通和跟電動交通有關的企業來講,要制定引領這個市場和行業的標準,真正讓市場健康而有活力地繼續走下去。        我們也設計了一系列的充電網絡運營方案,這里就不多說了。我們希望整個充電網絡是由點到線、由線到面,從實體的運營系統到整個因特網是無縫連接的。尤其是利用鈦酸鋰特性,高倍率、長壽命和高安全,建立它的核心部分就是儲能來源,它可以讓整個充電設施不受整個電網布局的約束,同時又通過儲能單元作為蓄水池的調節功能,對電網的沖擊減緩到最低,形成友好型的充電網絡系統,這也是我們公司核心產品打造的核心技術。        這一塊我也跟行業內專家朋友交流過。無論是我們的社區還是4S店鋪,我們希望它能建一些充電樁。實際在電網配置上,所有電網配置的負荷情況是不允許的,不要說小量的,哪怕是達到5%,整個電網的設計都要考慮到這個環節。對充電網絡的建設,如果沒有一個很好的解決方案是不現實的,所以在整個充電網絡中嵌入的核心產品,就是錳泰龍的儲能電池,因為它有足夠長的壽命。目前國家沒有儲能電價,如果沒有足夠長的壽命分攤成本,是無法實現的。還有一個我們會在城市里建設分布式充電機,可以滿足消費者在三五分鐘內完成充電,駕駛他的汽車。        對整個充電網絡以后有機會跟大家多交流,主要是希望通過錳泰龍的電池打造錳泰龍的電動交通的創新模式,讓電動交通非常便捷。另外是增加它的普適性,希望電動汽車進入到千家萬戶。同時通過快充系統,實現網絡化管理,跟因特網無縫連接。通過快速充電,讓真正具備商業化盈利的充電網絡,與各種金融機構相結合,形成多種投資模式,實現整個充電網絡的商業化。        我介紹的就是基于錳泰龍電池和錳泰龍體系下提出的整體解決方案,希望得到大家的指正。        謝謝大家。
            302013.09
            熱烈慶祝四川興能鋰電一期項目投產暨鋰電技術及產業發展論壇取得圓滿成功
                   2013年9月30日,“四川興能鋰電正負極材料生產線、四川劍興鋰電池生產線竣工投產儀式暨鋰電技術及產業發展論壇”在四川省劍閣縣經濟開發區隆重舉行并取得圓滿成功!中國科學院院士、鋰電界知名專家學者,中國電池工業協會、中國物理和化學能源協會、中國工業節能與清潔生產協會,杭州萬向、中航鋰電、奇瑞汽車,香港建銀國際、香港工銀國際、西南交大、西南石油大學、電子科技大學,中央電視臺、四川日報、四川新聞網、中國西部頻道,中國電池網等多家專業媒體、業內人士等200多人出席盛會。        投產儀式上,成都興能新材料(集團)有限公司總裁王維利、四川興能新材料有限公司總經理戢毅和四川劍興鋰電池有限公司總經理冉城昊同時按下電子光能球啟動生產線設備運轉,預示著生產線項目正式投產,掀開了興能新材進軍中國鋰電產業界的大幕。 啟動儀式現場         在隨后舉行的鋰電技術及產業發展論壇上,鋰電界知名專家汪繼強教授向各位嘉賓介紹了鋰電兩大材料正極材料鎳錳酸鋰、負極材料鈦酸鋰在鋰電行業中的應用優勢、國內外的發展現狀及未來應用展望,隨后國內著名的院士、專家、興能公司高管等以興能公司鋰產業鏈及興能兩大新材料為切入點,針對我國鋰電產業的發展方向及鋰電材料的應用進行了卓有成效的探討和交流。國內鋰電著名專家、學者、境內外投資機構、企業代表等重要嘉賓也出席了本次論壇。 技術論壇現場        四川興能新材料有限公司總經理戢毅在會上作了發言,他代表公司表示歡迎和感謝所有參會人員,并認為隨著錳系鋰電池材料相關配套材料的完善,錳系鋰電池材料將給鋰電行業帶來一場革命。公司以科技創新為引領,軍工技術為保障,產業發展為支撐,發揮與科研機構合作優勢,不斷提升自身的鋰電核心技術,并推出更多新產品,創造有價值的國際性新能源企業。 部分參會人員合影        隨著新能源時代的到來,興能公司將以自身擁有的領先技術開啟鋰電池行業的新篇章,致力于打造全球領先的綠色電源解決方案生產基地,循環經濟的標桿企業,成為中國鋰電池行業的領跑者。
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