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美日韩及中国动力电池制造技术现状

时间:2014-10-15 9:17:33来源:本站原创浏览次数:
【摘要】一项技术的创新往往带来一个产业的出现与发展。20世纪初锂电池技术的进步,使得新能源产业出现在人们视野中。随着石油等不可再生资源的日益消减,十几年来,对于能作为石油替代资源的动力电池的研究从未停歇,本文将从技术创新的角度来研究这些年来动力电池的现状、存在的问题,并结合基尼系数、产品替代弹性等知识对以上问题提出相应对策 。

     全球动力电池产业的技术创新研究目前,国外在锂离子电池技术创新主要包括两个方面,一是进一步提高锂离子电池的能量密度,二是改善锂离子电池的安全性能。同时这两方面也是锂离子电池产业发展目前面临的焦点问题,这两个方面的技术进步对产业未来的发展进程影响巨大。
1.日本电池产业
    在当前电池产业竞争日益激烈的环境下,技术创新决定市场占有率,为了维护自身的优势地位,日本学术界和工业界一直都保持着对电池研发工作的高度热情和大力投入,并取得了
一系列的研究成果。目前日本已研发出一种智能手机、电动汽车使用的锂离子充电电池新材料,这种材料不仅可以缩小电池体积,更重要的是它能够将锂离子电池电量提升10倍。日本科研人员还开发出一种像电解液一样能产生电流的固态电介质,并制造出了固态锂离子电池,这种固态锂电池具有高导电性的特性,能够在更宽的温度范围下供电,抵抗物理损伤和高温的能力更强,且制造工艺简单而廉价,这可能成为电动汽车普及应用的一大推手。
 
2.美国电池产业发展现状
    美国电动汽车生产企业,包括美国科学界也纷纷加大了对锂电池的研发投入,2014年2月11日,美国北卡罗来纳大学的化学家约瑟夫·德西蒙 (Joseph DeSimone)新发现了一种特殊材料,可以替代锂电池中唯一的易燃成分全氟聚醚(PFPE),该发现可使锂电池在高温条件下不会出现自燃和爆炸现象,这一发现为开发新一代安全性能更高的锂电池扫清了技术障,大力促进了美国锂电池的技术进步和电动汽车的生产。
 
3.韩国电池产业
    韩国是全球先进电池生产商的集中营以及世界领先的电池生产国之一,插入式混合动力车及电动汽车、便携式电子产品和医学技术的发展都推动着韩国电池产业的发展,韩国也在不断提高其在电池科技上的投入,以延长电池的寿命,提高其安全性,并降低生产成本。韩国的电池制造技术与日本并列世界顶尖水平,但由于日本企业垄断核心材料市场,使得韩国生产率和市场占有率仍然不及日本,为改善充电电池材料生产落后于日本的问题,韩国企业掀起了电池材料的投资热潮,包括三星、L G 、韩华、POSCO、乐天、GS等主要集团纷纷向材料领域加大投资,相信在不远的将来,韩国的核心材料领域将会赶超或与日本企业齐头并进。
 
4.中国动力电池产业技术创新历程
    动力电池很早就被认为是最有发展潜力的电源技术之一,世界各国都投入了大量的资源进行实用电池的开发,我国早在20世纪70年代,对燃料电池的研究就出现了第一次高峰,国家投资的航天用AFC电池等;1987年的“863”计划中便把研究开发锂离子电池列为关键项目,“九五”期间又将锂离子电池列入国家重点科技公关项目,将其作为电子产业新的重大经济增长点,以带动整个产业的技术进步和经济发展。20世纪九十年代初,我国开始研究锂离子电池电极材料和电池,成功研制出AA型锂离子电池。1996年,我国成功研制出移动电话、摄像机用18650电池,电池容量达到索尼电池的水平,可充放电500次,并形成了电极材料、电池制造工艺以及锂离子电池干电池开发的技术研究基础。1999年,我国实现了固态电解质锂离子电池的投产。目前,国家在以动力电池为驱动的电动汽车上面加大投入力度,成为研究的重点。
表1 中国电动汽车技术历程
年份 事件
20世纪70年代 燃料电池研究进入高峰
1987年 “863”计划研究开发锂离子电池列为关键项目 “九五”期间将锂离子电池列入国家重点攻关项目,将其作为电子产业的重大科技增长点
20世纪90年代 研制出AA型锂离子电池
1996年 成功研制出移动电话,摄像机用18650电池
1999年 我国实现固态电解质锂离子电池投产
2010年 国家在各地建立动力电池技术创新联盟
 
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