7月28日,由北京大学、北京新材料发展中心等单位联合主办的“2007动力锂离子电池技术及产业发展国际论坛”在京召开。来自深圳市今星光实业有限公司的总经理贾化琦恰逢在北京出差,得知此论坛的消息后,他毫不犹豫地放弃了马上回深圳的念头,向论坛的会务组报名参会。
“主要是想了解一下锂电池方面的动态。”今星光公司目前主要生产各种铅酸蓄电池,不过贾化琦预感到,今后锂电池肯定会取代铅酸蓄电池,而及时了解锂电池方面的讯息,有利于公司进行相关产业部署。
“锂电池由于具有容量大、寿命长、无环境污染、使用安全等优点,已广泛应用于移动电话、笔记本电脑等便携式电器中;随着技术的发展,锂电池在未来的电动汽车和储能领域也必将有着非常好的应用前景。”对于已在动力锂电池领域发展多年的中信国安盟固利电源技术有限公司总经理其鲁来说,在环保的期望中,动力锂电池将在不远的将来催生巨大的产业市场。、
300万辆汽车压力下的北京环境问题
截至今年5月底,北京市机动车保有量正式超过300万辆。从第200万辆增加到第300万辆,北京只用了3年零9个月。基本上是一天新增1000辆左右,一年增长30多万辆。预计到2008年,北京市的机动车保有量将达到350万辆。
“机动车保有量突破300万辆,标志着北京经济水平的提高,但同时也给城市带来交通拥堵、环境污染等一些现实难题。”今年5月,在“北京市环境保护工作情况新闻发布会”上,北京市副市长吉林表示,机动车增加带来的空气质量下降问题,使得北京今后不得不把大气治理列为今后环保工作的重要内容之一。
北京市环保局副局长杜少中也曾表示,北京空气质量下降的客观原因是不利的气象条件和焚烧麦秸烟雾,但主要的原因还是北京污染物排放水平高,尤其是机动车的尾气排放。杜少中说:如果北京每辆汽车每月少开一天,机动车排放的污染物总量将减少3600多吨,北京市机动车一年排放污染物总量将减少4.4万吨。
事实上,近年来北京对环保重视程度不可谓不高,投入力度也不可谓不大。自开始采取紧急措施控制大气污染开始,北京总共实施了十多个控制大气污染的阶段性措施。这些措施规划详尽、涉及范围亦广。
然而,北京市机动车总量也在快速增长。随着汽车保有量的逐年增加,在给人们的日常出行带来极大方便的同时,也引起了环境污染、噪音、石油紧张等问题。据有关部门实测,每辆燃油汽车每天排出的有害气体约0.6~0.9kg,北京大气中超过70%的碳氢化合物、超过60%的氮氧化合物来自汽车尾气。与国外相比,我国机动车尾气排放造成的大气污染远远高于美国、日本、法国。
环保专家表示,机动车污染是造成北京严重环保问题的重要原因,及时实施有效的机动车污染防治对策和措施体系,将决定市民未来的生活质量。
铅酸蓄电池正在被淘汰
长期从事城市交通问题研究的美国能源基金会北京办事处交通项目主任何东全博士说,北京防治机动车污染的对策可以从城市和交通规划、在用车和新车排放控制、油品质量改善、清洁燃料车技术和经济措施等方面进行考虑。例如先要进行合理的城市规划,并大幅提高公共交通特别是轨道交通的使用比例,才能减少交通出行需求、减轻地面交通压力,从而削减机动车排放量。
而清洁燃料汽车技术,也是今后缓解机动车带来环境污染的重要措施。在北京,发展纯电动汽车成为重要方向。北京市科委副主任郑吉春表示,根据以往几届奥运成功举办的经验,纯电动汽车已成为历届奥运主办城市宣传绿色奥运的主题。北京奥运会承诺将“严格控制汽车尾气和其他污染源的污染物排放总量以及市区主要污染物的日平均浓度,保证在最不利气象条件下空气质量达到国际奥委会要求的标准”。因此,北京有责任、也有必要发展电动汽车,这是一项艰巨而又紧迫的任务。
电池是电动车的“心脏”。之前,我国电动车的电池主要采用铅酸蓄电池。然后近年来,铅酸蓄电池污染问题越来越引起人们重视,铅酸蓄电池其生产过程中产生的大量铅尘、酸雾与排放的废酸危害人体、污染水体,回收后的低水平处置又会造成铅、镉等重金属污染。随着电动自行车在全国风行,铅酸蓄电池产量越来越大,每年消耗铅达20万吨以上。
据介绍,目前再生铅的比重占总铅量的25%,但是专家指出,按照现在的铅消耗速度,再生铅占到40%~50%才基本合理。而在我国,许多废电池都流向不明,给环境造成了巨大隐忧。
动力锂电池撬动清洁电动车产业
“实际上,电动汽车早在20世纪30年代就已经开始尝试研究,但因为使用铅酸蓄电池,始终未能得以大规模应用。”其鲁介绍说,大型汽车用电池多年来始终被铅酸蓄电池垄断,尽管其价格低廉,但除了环保问题,铅酸蓄电池的质量比能量和体积比能量都偏低,加之其自身充放电特性的局限,使得铅酸蓄电池在电动车方面的应用一直受到制约。
不过,锂电池技术的进展,为电动车产业的发展带来了新的曙光。其鲁介绍说,低成本、高安全、大容量、高功率的锂离子电池是电动汽车实现产业化发展的核心突破点。
其鲁说,因电池材料问题的原因,锂电池的应用也并非一帆风顺。长期以来,锂电池一般采用钴酸锂作为正极材料,但钴酸锂的价格高昂,安全性和输出功率密度也很低,锂离子电池未能在电动车领域得以应用。因而很长一段时间纯电动车一直在使用铅酸蓄电池,混合动力车辆在使用镍氢电池。
由于难于合成出电化学性能良好的锰酸锂材料,十多年来动力锂电池的研制始终未能取得进展。然而,随着近年来锰酸锂技术的逐步成熟,车辆用锂电池才被提到议事日程。其鲁介绍说,具有尖晶石结构的锰酸锂的热稳定性好,耐过充电,大电流充放电性能优越。
为了研制出适合电动车的动力锂电池,中信国安盟固利公司在大量研究工作的基础上,发明了一种独特的复合金属氧化物材料合成方法,所合成的锰酸锂材料不仅具有十分优越的循环充放电稳定性,热稳定性也良好。
“锰酸锂具有成本低廉、高安全性和高功率输出的特点。”其鲁说,近年来锂电池的容量和循环性能正不断得到提高,容量更大、质量更轻、体积更小、价格更低的锂电池将不断地被推向市场。随着技术的发展,锂电池在未来电动汽车领域也必将有着非常好的应用前景。
而随着锂电池技术的突破,我国电动车产业也正在兴起。专家介绍说,过去,我国电动汽车研究基本处于实验室阶段,“九五”国家电动汽车攻关主要由大学和研究机构承担,虽然有两家大汽车集团也参与了项目,但只有一家企业坚持到了最后。
“十五”情况则完全不同,“863”计划电动汽车重大专项首次提出“整车牵头”的原则,即在整车开发上,必须体现官、产、学、研四位一体的合作方式,以汽车生产企业为背景,鼓励中小型企业共同参与,联合攻关,要求主要零部件课题申请必须联合整车承担单位共同上报。
在今年的动力锂电池国际论坛上,记者看到,许多院校和研究机构纷纷展出了自己的产品。一些研究机构的代表积极联络大企业,打算共同打包竞标课题。而许多像深圳今星光公司一样的民营企业也热情高涨,希望在产业大发展之际分到一杯羹。
仍需走好最后一公里
我国的动力锂电池是伴随着电动汽车的发展而兴起的。虽然这些年锂电池的技术已经取得长足的发展,但在一些关键技术上,我国还处于受制于人的状况。有关专家表示,我国动力锂电池的发展,仍需走好最后一公里。
据了解,当前存在的最大难点是,动力锂电池所用隔离膜未能有实质性的突破。目前,我国生产锂离子电池的各厂家均依赖于国外进口,其售价甚至占了生产成本的20%以上。专家介绍说,其实,锂离子电池所用隔离膜并不是什么贵重材料,只是我国迄今在规模化生产方面的技术仍未过关。如果这一技术难点得以解决,我国锂离子蓄电池的生产成本还能大幅度下降。
专家介绍说,锂离子电池所用隔离膜为多孔膜,锂离子从微孔中通过;而燃料电池所用隔离膜为致密膜,质子从聚合物的结构中通过。所以,锂离子电池所用隔离膜将比氢燃料电池所用隔离膜容易解决。目前在国内,中国科学院成都有机化学有限公司和中国科学院理化技术研究所等单位也在积极进行锂电池隔离膜方面的研究。
此外,从电动汽车的技术水平来看,我国几乎与国外处于大致相同的起跑线,但是从产业发展和推广应用方面来说,我国与国外却还有较大差距。
其鲁介绍说,作为电动汽车的积极推进者,日本在电动汽车的推广应用方面有许多有益的经验值得我们借鉴。例如,购买一辆电动汽车,日本政府将给予1万美元的购置补贴。“事实上,日本是把将来用于环境治理的钱,提前投入到了减排方面。”他说,相关政策和措施的实施,显然对电动汽车的产业化具有重要的推动作用。
我国在2004年由发改委发布的《汽车产业发展政策》中,明确提出汽车产业要结合国家能源结构调整和减排要求,积极开展车用动力电池的研究和产业化。国家“863”计划中也把锂离子电池的发展放在电动汽车发展的首位。但有关专家表示,从现实角度看,“863”计划所投的资金仅仅是“撒了一把米”,远远不够电动汽车产品的研发。
其鲁说,电动汽车产业是一个技术高度集成的产业,同时也是一个资金密集型产业。尽管政府投入不足,但可以运用税收政策、产业政策等经济杠杆引导其他资金进入电动汽车领域。
责编:荣华
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