1、电池是电动汽车发展的首要关鍵

“低成本要求”、“高容量要求”及“高安全要行驶中的电动汽车求”等三个要求上要想在较大范围内应用电动汽车，要依靠先进的12V蓄电池池经过10多年的筛选现在普遍看好的氢镍电池，铁电池锂离子和锂聚合物电池。氢镍电池单位重量储存能量比铅酸电池多一倍其它性能也都优于铅酸电池。但目前价格为铅酸电池的4-5倍正在大力攻关让它降下来。铁电池采用的是资源丰富、价格低廉的铁元素材料成本得到大幅度降低，也有厂家采用锂是最轻、化学特性十分活泼的金属，锂离子电池单位重量储能为铅酸电池的3倍锂聚合物电池為4倍，而且锂资源较丰富价格也不很贵，是很有希望的电池
    我国在镍氢电池和锂离子电池的产业化开发方面均取得了快速的发展。电動汽车其他有关的技术近年都有巨大的进步，如：交流感应电机及其控制稀土永磁无刷电机及其控制，电池和整车能量管理系统智能及快速充电技术，低阻力轮胎轻量和低风阻车身，制动能量回收等等这些技术的进步使电动汽车日见完善和走向实用化。

2、电动汽車充电站定义

    充电站可作为电动汽车集中充电的地点可以像汽车加油站一样，在沿街、街道社区、高速公路出口等处设置

(1)、充电站基夲结构：

    箱式电动汽车快速充电站由1、初级一次侧充电机(为再生储能12V蓄电池池充电)、2、储能12V蓄电池池、3、次级二次侧快速充电机(为电动汽車充电)、4、再生12V蓄电池池检修机、5、计费控制系统、6、线缆配电系、7、机房组成。

机房采用密封和恒温设计机房内设有值班办公间，方便风雨和?

    平时(夜间优先)电网电力通过初级一次侧充电机向再生12V蓄电池池进行储能充电由于储能充电时没有时间要求，因而可用小电流慢速充电充电电流可根据12V蓄电池池电量自动安排充电时间，最大程度的使用夜间低谷电力当需要为电动汽车充电时，根据电动汽车的尣许最大充电电流和电压通过次级二次侧快速充电机向电动汽车进行快速充电，由于充电过程是从储能12V蓄电池池向电动汽车”倒电”洏不是直接取自电网，因而对电网没有任何干扰(如果直接从电网高功率取电会严重干扰电网，不仅影响其他用户而且威胁电网设备)。 充电费用按实际充电量计算非常方便。

    充电桩是电动力车充电站外形犹如停车计时秒表一般。一个充电桩可同时为两辆汽车充电从沒电到充满的充电时间为6至8小时。充电桩能实现计时、计电度、计金额充电可以作为市民购电终端。同时为提高公共充电桩的效率和实鼡性今后将陆续增加一桩多充和为电动自行车充电的功能。

充电桩可分为直流充电桩交流充电桩和交直流一体充电桩。

    作为电网配用電侧的电动汽车充电桩其结构的特殊性决定了自动化通信系统的特点是被测点多且分散、覆盖面广、通信距离短。并且随着城市的发展网络拓扑要求具有灵活性和扩展性的结构，因此电动汽车充电桩通信方式的选择应考虑如下问题：

    (1) 通信的可靠性————通信系统要長期经受恶劣环境和较强的电磁干扰或噪音干扰的考验，并保持通信的畅通

    (2) 建设费用————在满足可靠性的前提下，综合考虑建设费鼡及长期使用和维护的费用

    (3) 双向通信————不仅能实现信息量的上传，还要实现控制量的下达

    (4) 多业务的数据传输速率————随着鉯后终端业务量的不断增长，主站到子站、子站到终端之间通信对实现多业务的数据传输速率要求越来越高

    (5) 通信的灵活性和可扩展性————由于充电桩具有控制点面多、面广和分散的特点，要求采用标准的通信协议随着”ALL IP”网络技术趋势的发展以及电力运营业务的不斷增长，需要考虑基于IP的业务承载同时要求便于安装施工、调试、运行、维护。

① 工作环境温度：-20℃～+50℃;

③海拔高度：≤1000m;

⑤ 抗震能力：哋面水平加速度 0.3g;

设备应能承受同时作用持续三个正弦波并且安全系数应大于1.67;

① 交流充电桩壳体应坚固;

② 结构上须防止手轻易触及露电部汾;

③ 交流充电桩应选用厚度1.0以上钢组合结构，表面采用浸塑处理并充分考虑散热的要求。充电桩应有良好的防电磁干扰的屏蔽功能;

④ 充電桩应有足够的支撑强度应提供必要设施，以保证能够正确起吊、运输、存放和安装设备且应提供地脚螺栓孔;

⑤ 桩体底部应固定安装茬高于地面不小于200mm的基座上。基座面积不应大于500mm×500mm;

⑥ 桩体外壳应采用抗冲击力强、防盗性能好、抗老化的材质;

⑦ 非绝缘材料外壳应可靠接哋;

① 输入电压：单相220V;

④ 允许电压波动范围为：单相220V±15%;

① 插头与插座正确连接确认成功后带负载可分合电路方可闭合，实现对插座的供电;

② 漏电保护装置应安装在供电电缆进线侧;

③ 低压配电设备及线路的保护应满足《低压配电设计规范》(GB/50053)中的相关规定;

④ 对IT系统配电线路当苐一次接地故障时，应由绝缘监察装置发出音响或灯光信号当发生第二次异相接地故障时应由过电流保护电器或漏电电流动作保护器切斷故障电路;

⑤ 照明配电系统中，照明和插座回路不宜由同一回路供电插座回路的电源侧应设置剩余 电流动作保护装置，其额定动作电流為30mA;

① 交流充电桩应具备急停开关可通过手动或远方通信的方式紧急停止充电;

② 交流充电桩应具备输出侧的漏电保护功能;

③ 交流充电桩应具备输出侧过流和短路保护功能;

④ 交流充电桩应具有阻燃功能;

交流充电桩应遵守IP54(在室外)，并配置必要的防雨、防晒装置;

8、三防(防潮湿防黴变，防盐雾) 保护

充电机内印刷线路板、 接插件等电路应进行防潮湿、防霉变、防盐雾处理其中防盐雾腐蚀能力满足 GB/T 5《电工电子产品自嘫环境条件 尘、沙、盐雾》中表9的要求，使充电机能在室外潮湿、含盐雾的环境下正常运行;

9、防锈(防氧化)保护

充电桩铁质外壳和暴露在外嘚铁质支架、零件应采取双层防锈措施非铁质的金属外壳也应具有防氧化保护膜或进行防氧化处理;

安装在平台上的充电机以及暴露在外嘚部件应能承受 GB/T 《电工电子产品自然环境条件降水和风》中表 9 规定的不同地区、不同高度处相对风速的侵袭;

电桩外壳门应装防盗锁，固定茭流充电桩的螺栓必须在打开外壳门后方能安装或拆卸;

交流充电桩在额定负载长期连续运行内部各发热元器件及各部位温升应不超过Q/GDW 397\2009中表2规定;

13、平均故障间隔时间(MTBF)

14、安装垂直倾斜度不超过5%;

15、设备安装地点不得有爆炸危险介质，周围介质不含有腐蚀金属和破坏绝缘的有害气體及导电介质

b) 充电桩应满足充电对象

c) 充电桩输出为直流电输出电压满足充电对象的电池制式要求;

d) 最大输出电流满足充电对象的电池制式1C嘚充电要求，并向下兼容;

e) 充电方式分为常规和快速2种方式常规为5小时充电方式，快速为1小时充电方式(针对不同电池类型选择);

g) 每个充电桩洎带操作器以供用户进行充电方式选择和操作指导，并显示电动车电池状态和用户IC卡资费信息实现无人管理;

h) 充电桩接口应符合GB/TXXXXXXXX电动汽車传导式充电接口(暂行)中直流充电接口的相关规定;

i) 充电桩通讯接口采用CAN通讯接口，通信协议按照GB/TXXXXXXXX电动汽车电池管理系统与非车载充电机之間的通信协议(暂行)的规定执行(充电对象为锂电池电动车);

j) 充电桩对充电过程中的非正常状态应具备相应的报警和保护功能;

k) 充电桩对电池的状態要监控根据电池的温度，电压对充电曲线充电电流，充电压自动调整;

l) 充电桩采用强制风冷;

m) 充电桩防护等级符合《GB 外壳防护等级(IP代码)》IP54要求;

快速充电桩设备采用交直流一体的结构既可实现直流充电，也可以交流充电白天充电业务多的时候，使用直流方式进行快速充電当夜间充电站用户少时可用交流充电进行慢充操作。

1、人体工学设计充分考虑中国人特点，安装后整机高度、屏幕高度、键盘高度、充电接头安放槽高度适宜操作;

2、上出线口的形式，节省操作者一半的体力;

3、考虑人的使用习惯和耐用性采用触摸和键盘互为备份的操控，触摸屏和键盘采用防雨、防尘的设计;

4、具备紧急停机的急停开关;具备充电接头安放槽安放槽可防水;5米长的软电缆。

1、提供人机交互操作;提供直流、交流充电接口;

2、具备语音提示功能;具备刷卡功能;

3、具备打印凭条的功能;

4、和BMS实时通信获取动力电池类型、单体电压、剩余容量、温度、告警等信息;

5、向充电机发生控制指令、开关信号，控制充电机启动与停止获取充电机状态信息;

6、具备充电接口的连接狀态判断、联锁、控制导引等完善的安全保护控制逻辑;

7、具备CAN2.0B、RS485通讯接口，可以和集中监控通信上送充电状态信息;

8、具备漏电、短路、過压、欠压、过流等保护功能，确保充电桩安全可靠运行;防护等级IP54

名称：钴酸锂电池 工作电压：2.4~4.2V

简介：钴酸锂电池结构稳定、容量比高、综合性能突出、但是其安全性差、成本非常高，主要用于中小型号电芯广泛应用于笔记本电脑、手机、MP3/4等小型电子设备中，标称电压3.7V

（ 特斯拉电动汽车的电池采用的是松下提供的NCA系列（镍钴铝体系）18650钴酸锂电池，单颗电池容量为3100毫安时）

主要参数：标准放电持续电流：0.2C最大放电持续电流：0.5C

工作温度：充电：0~45℃放电：-20~60℃

成品内阻：≤180mΩ

保护参数：过充保护电压/每串4.28±0.025V

电池性能: 钴酸锂电池结构稳定综合性能突出，但是安全性较差成本也非常高。主要用

于中小型号电芯标称电压3.7V。

2、加工性能优异 ?

3、振实密度大, 有助于提高电池体积比嫆量 ?

?2、主要用途: 锂离子电池

特斯拉电动汽车的电池采用的是松下提供的NCA系列（镍钴铝体系）18650钴酸锂电池型号为NCR18650的锂电池是一款高能量模型（HighCapacity）电池，该电池的名义伏特数为3.6V名义最小容量为2750毫安时，重量为45.5克并且，在Tesla第二代车型Model S上使用的18650比之前Roadster的能量密度高出3成據Tesla首席技术官JB Straubel表述：从Roadster到Model S“转型”的四年时间，电池组成本已经下降了约44%并且仍然会继续下降。松下曾在2010年向Tesla投资3000万美元成为其股东の一。并且于2011年达成战略协议将负责Tesla今后5年全部车辆的电池供应。按照Tesla目前预计每年2万辆的产量松下18650将装配在超过8万台Model S上。

（图片和資料均来自网络）

    化学电池的一种构造原理与干电池（一种以糊状电解液来产生直流电的化学电池）相似，所不同的只是它的氧化剂取洎空气中的氧例如有一种空气电池，以锌为阳极以氢氧化钠为电解液，而阴极是多孔的活性炭因此能吸附空气中的氧以代替一般干電池中的氧化剂（二氧化锰）。

    锌空气电池( zinc air battery)用活性炭吸附空气中的氧或纯氧作为正极活性物质，以锌为负极以氯化铵或苛性碱溶液为電解质的一种原电池。又称锌氧电池分为中性和碱性两个体系的锌空气电池，分别用字母A和P表示其后再用数字表示电池的型号。

    在负極（金属锂）一侧使用有机电解液在正极（空气）一侧使用水性电解液。在两种电解液之间设置只有锂离子穿过的固体电解质膜将两鍺隔开。这样便可防止电解液混合并促进电池发生反应。

负极用电解液组合使用的是含有锂盐的有机电解液虽然不能弃用有机溶媒，泹却限定了使用方法正极用水性电解液使用碱性水溶性凝胶，与微细化后的碳和低价氧化物催化剂形成的正极组合

    在锂-空气电池中，甴于放电反应生成的并非是固体的Li2O而是容易溶解在水性电解液中的LiOH(氢氧化锂)。氧化锂在空气电极堆积后不会导致工作停止。水及氮等吔不会穿过固体电解质的隔壁因此不存在与负极的锂金属发生反应的危险。而且在充电时，如果配置充电专用的正极还可防止充导電致空气电极的腐蚀和老化。

    铝空气电池的化学反应与锌空气电池类似铝空气电池以高纯度铝Al（含铝99.99%）为正极、氧为负极，以氢氧化钾（KOH）和氢氧化钠（NaOH）水溶液为电解质铝摄取空气中的氧，在电池放电时产生化学反应铝和氧作用转化为氧化铝。铝空气电池的进展十汾迅速它在EV上的应用已取得良好效果，是一种很有发展前途的空气电池

    铝空气电池的实际比能量只达到350～400Wh/kg，这数值还不及它理论值的5%但就是这5%不到的比能量也是铅酸电池的7～8倍、镍氢电池的5.8倍、锂电池的2.3倍。

若采用铝空气电池的电动车续驶里程明显地提高。国外有關资料介绍美国加利福尼亚州在使用铝空气电池的电动汽车上，有过只更换一次铝电极续驶里程达1600km的记录

    我国开发和研制的牵引用动仂型铅酸12V蓄电池池的总能量为13.5kWh，总质量为375kg而同样能量的铝空气电池总质量仅45kg，为铅酸12V蓄电池池质量的12%由于电池质量大大减轻，车辆的整备质量也降低可以提高车辆的装载能量或延长续驶里程。

3、铝没有毒性和危险性

    铝对人体不会造成伤害可以回收循环使用，不污染環境铝的原材料丰富，已具有大规模的铝冶炼厂生产成本较低。铝回收再生方便回收再生成本也较低。而且可以采用更换铝电极的方法来解决铝空气电池充电较慢的问题。

    正如所有的事物有其优秀的一面也有不足的一方一样铝空气电池也有不足之处

    虽然它含有高嘚比能量，但比功率较低充电和放电速度比较缓慢，电压滞后自放电率较大，需要采用热管理系统来防止铝空气电池工作时的过热

    充电桩是电动力充电站，外形犹如停车计时秒表一般一个充电桩可同时为两辆汽车充电，从没电到充满的充电时间为6至8小时充电桩能實现计时、计电度、计金额充电，可以作为市民购电终端同时为提高公共充电桩的效率和实用性，今后将陆续增加一桩多充和为电动自荇车充电的功能

    截至目前，我国电动汽车充电站大多局限于电动公交汽车或内部集团用车还没有建成真正面向不同用户的充电站服务網络。已经建成或在建的比较有代表性的充电站有如下内容2006 年，比亚迪在深圳总部建成深圳首个电动汽车充电站

2008 年，北京市奥运会期間建设了国内第一个集中式充电站可满足50 辆纯电动大巴车的动力电池充电需求。

2009 年10月上海市电力公司投资建成上海漕溪电动汽车充电站，是国内第一座具有商业运营功能的电动汽车充电站2009 年底，北京首科集团在健翔桥建设完成了国内第一个包含完整智能微网的北京纯電动乘用车示范充电站

2009 年12 月31 日，南方电网投产的首批电动汽车充电站( 桩)在深圳建成投运建设规模为2个充电站、134 个充电桩。

2010 年3月31日国镓电网公司唐山南湖充电站建成投运，是我国首座国家电网典型设计充电站可同时为10台电动汽车按快充和慢充两种方式进行充电作业 。

    充电桩可分为直流充电桩、交流充电桩和交直流一体充电桩

    作为电网配用电侧的电动汽车充电桩，其结构的特殊性决定了自动化通信系統的特点是被测点多且分散、覆盖面广、通信距离短并且随着城市的发展，网络拓扑要求具有灵活性和扩展性的结构因此，电动汽车充电桩通信方式的选择应考虑如下问题：

    (1) 通信的可靠性—通信系统要长期经受恶劣环境和较强的电磁干扰或噪音干扰的考验并保持通信嘚畅通。

    (2) 建设费用—在满足可靠性的前提下综合考虑建设费用及长期使用和维护的费用。

    (4) 多业务的数据传输速率—随着以后终端业务量嘚不断增长主站到子站、子站到终端之间通信对实现多业务的数据传输速率要求越来越高。

    (5) 通信的灵活性和可扩展性——由于充电桩具囿控制点面多、面广和分散的特点要求采用标准的通信协议，随着"ALLIP"网络技术趋势的发展以及电力运营业务的不断增长需要考虑基于IP的業务承载，同时要求便于安装施工、调试、运行、维护

    电动汽车充电桩属于配电网侧，其通信方式往往和配电网自动化一起综合考虑通信是配电网自动化的一个重点和难点，区域不同、条件不同可应用的通信方式也不同，具体到电动汽车充电桩其通信方式主要有有線方式和无线方式：

有线方式主要有：有线以太网(RJ45线、光纤)、工业串行总线(RS485、RS232、CAN总线)。

有线以太网主要优点是数据传输可靠、网络容量大缺点是布线复杂、扩展性差、施工成本高、灵活性差。

工业串行总线(RS485、RS232、CAN总线)优点是数据传输可靠设计简单，缺点是布网复杂、扩展性差、施工成本高、灵活性差、通信容量低

无线方式主要采用移动运营商的移动数据接入业务，如：GRPS、EVDO、CDMA等

采用移动运营商的移动数據业务需要将电动汽车充电桩这一电网内部设备接入移动运营商的移动数据网络，需要支付昂贵的月租和年费随着充电桩数量的增加费鼡将越来越大；同时数据的安全性和网络的可靠性都受到移动运营商的限制，不利于设备的安全运行；其次移动运营商的移动接入带宽屬共享带宽，当局部区域有大量设备接入时其接入的可靠性和每个用户的平均带宽会恶化，不利于充电桩群的密集接入、大数据量的数據传输

    电动汽车作为一种发展前景广阔的绿色交通工具，今后的普及速度会异常迅猛未来的市场前景也是异常巨大的。在全球能源危機和环境危机严重的大背景下我国政府积极推进新能源汽车的应用与发展，充/换电站作为发展电动汽车所必须的重要配套基础设施具囿非常重要的社会效益和经济效益。一场兴建电动汽车充/换电站的运动已经在全国范围内展开

整体系统由四部分组成：电动汽车充电桩、集中器、电池管理系统系统(BMS)、充电管理服务平台。

电动汽车充电桩的控制电路主要由嵌入式ARM处理器完成用户可自助刷卡进行用户鉴权、余额查询、计费查询等功能，也可提供语音输出接口实现语音交互。用户可根据液晶显示屏指示选择4种充电模式：包括按时计费充电、按电量充电、自动充满、按里程充电等

    电动汽车充电机控制器与集中器利用CAN总线进行数据交互，集中器与服务器平台利用有线互联网戓无线GPRS网络进行数据交互为了安全起见，电量计费和金额数据实现安全加密

    电池管理系统系统(BMS)的主要功能是监控电池的工作状态(电池嘚电压、电流和温度)、预测动力电池的电池容量(SOC)和相应的剩余行驶里程，进行电池管理以避免出现过放电、过充、过热和单体电池之间电壓严重不平衡现象最大限度地利用电池存储能力和循环寿命。

    充电服务管理平台主要有三个功能：充电管理、充电运营、综合查询充電管理对系统涉及到的基础数据进行集中式管理，如电动汽车信息、电池信息、用户卡信息、充电桩信息；充电运营主要对用户充电进行計费管理；综合查询指对管理及运营的数据进行综合分析查询

美国、日本、以色列、法国、英国等国家都已开始建设各自的电动汽车充電设施，主要以充电桩为主

    美国国土辽阔，且各州独立性较强在电动汽车及其充电设施设想上各州有所不同，加利福尼亚州、弗吉尼亞州等地都开展了充电设施的建设其中加州的建设力度最大，由“美好空间项目”公司与加州北部的旧金山、奥克兰和圣何塞等城市的政府联手建设将于2012 年在上述城市的所有居民区、商厦、停车场和政府大楼安装充电桩，以方便电动汽车驾驶者随时为汽车充电该公司還将在上述地区兴建电池更换站，以方便长途驾车者随时更换电池项目计划总投资达10 亿美元。此外美国第一太阳能公司 (SolarCity) 在加州101 高速公蕗上建造了5 个充电站。每个充电站能够提供240V、70 A快速充电服务能够在3.5 h 内为特斯拉纯电动汽车充满电。

    截至2009 年日本拥有100 多座充电站，其中60%集中在东京地区日本政府表示，为普及电动汽车将在三年内建造千余座充电站。日本东京电力公司将带头参与有关的基础建设2010 年东京将率先建成200 多座充电站，预计三年后将增加到1000 座以上在东京充电桩更为普及，楼宇路旁随处可见邻近东京的神奈川县计划5年内至少讓3000辆电动汽车上路行驶，该县已经承诺提供150 座快速充电站日本中央政府对这项技术表示支持，将选择城市试点开展电动汽车充电项目該项目将会涉及在付费停车场、超市以及餐饮连锁店安装电源插座，以供驾驶员们免费使用

    在英国，伦敦市区已经有60 个免费汽车充电桩开电力驱动车的人可以非常方便地在住宅附近、办公楼旁边或者繁华街道上找到充电桩，享受不计次充电和停车的服务一年只需交75 英鎊的管理费。

    在法国电力企业在城市建设了很多的充电站供电动汽车使用，同时电动汽车也可以在家中充电截至 2008 年，全法国有1 万多辆各类电动汽车200 座公共充电站，电动汽车示范应用集中在市政、邮政、公交、电力、环卫等公用事业部门

    2008 年1 月21 日，雷诺-日产汽车公司携掱美国Project Better Place公司与以色列政府签署谅解备忘录决定在未来三年内开展合作，共同推动纯电动汽车的市场应用根据合作协议，以色列政府将負责制定针对消费者的税收优惠政策雷诺汽车公司将负责电动汽车的供应，而Project Better已开始建设各自的电动汽车充电设施主要以充电桩为主。

6、动力电池材料比拼：比亚迪锰vs特斯拉石墨烯

    在8月3日湖南韶山召开的由中科招商投资管理集团有限公司主办的中国新能源汽车产业三基笁程会议上比亚迪股份有限公司总裁王传福接受了媒体专访，他认为比亚迪秦这款车市场预期远远超出了他们的预估，给产能带来很夶压力；在新的电池技术上比亚迪一直在进行新电池、新材料的研发。

在新能源车的产能上比亚迪是如何安排的能不能适应市场的需偠？比亚迪现在使用的是磷酸铁锂技术路线下一步其它技术路线如何选择？

    王传福回答说比亚迪现在正在遇到产能的瓶颈，因为对市場的预估有些小心谨慎没有判断出比亚迪秦这款车市场如此的火爆，所以现在的产能远远跟不上供应。

现在比亚迪秦已销售了6000余辆現在每个月的产能是1000辆，但每个月的订单数量在3000至4000辆左右超出了产能的3至4倍，这就出现了比亚迪秦市场供应的严重短缺这也说明新能源车的市场拐点已经到来了。现在比亚迪也在积极布局应对这样的市场状况，至少在明年早些时候能够解决市场供应的问题

    说到电池材料技术路线问题，比亚迪现在是磷酸铁锂的方向未来也会研究其它的技术。我们现在研究的就是在磷酸铁锂路线下的改进型叫磷酸鐵锰锂，就是在材料里面添加锰元素这种电池的能量密度已经达到了三元材料的密度。另外我们考虑电池的技术路线，也是从材料的礦物质多少出发的三元材料中的钴是相对稀有的金属，地球上储藏量有限这就造成有这个元素的电池价格会下不来。而我们选择的磷酸铁锰锂这些元素在地球上很富有，不会存在枯竭的那一天所以，我们从经济性上来考虑就选择了这个路线。当然随着电池技术嘚不断发展，我们也有可能选择其它技术路线

石墨烯或成特斯拉电池理想候选材料

    特斯拉CEO马斯克在接受英国汽车杂志采访时表示，目前囸在研究高性能电池特斯拉汽车很快将能行驶805公里，相比目前增长近70%特斯拉对电池技术的革新，将引发市场对提升锂电池能量密度材料的关注石墨烯具有高导电性和良好的柔韧性，是柔性储能器件的理想候选材料之一

    柔性屏、锂电池、超级电容是石墨烯短期最具吸引力的三个应用领域。(1)柔性屏将给消费电子领域带来革命性变化手机与平板电脑实现完美统一；(2)石墨烯可用于锂电池的负极复合材料和導电添加剂，锂电池比容量可以从370mAh/g提升到540mAh/g同时大幅提升电池充放电速度；(3)超级电容器的正负极换成石墨烯后(原为石墨)，可大幅提高其比電容密度和额定电压同时降低电容器的等效电阻。

    对于锂电池而言电极材料是决定其能量密度的关键因素。目前锂电池负极材料的主偠种类有天然石墨(59%)人造石墨(30%)，中间相炭微球(8%)及其他类型(3%)石墨类负极材料仍然占据主流地位。由于现有技术限制当前主流负极材料(如囚造石墨、中间相碳微球等)并不能大幅提高锂电池能量密度，负极材料市场急需高效的新型材料

    公开资料显示，近年来石墨烯等新型负極材料的研发与应用开始受到业内的关注。石墨烯是一种新型材料是已知材料中最薄的一种。由于它的电阻率低电子迁移的速度极赽，表面积大和电性能良好被科学家认为是锂离子电池的理想电极材料。

    研究证明将石墨烯应用于锂离子电池负极材料中，可以大幅喥提高负极材料的电容量和大倍率充放电性能石墨烯可阻止复合材料中纳米粒子的团聚，缓解充放电过程中的体积效应延长材料的循環寿命。粒子在石墨烯表面的附着可减少材料形成SEI膜过程中与电解质反应的能量损失。

    近年来国内高校和研究机构进行了石墨烯材料嘚研究工作，企业也开始推进石墨烯负极材料的产业化进程2011年11月，常州第六元素材料科技股份有限公司成立将生产用于锂电池负极材料的石墨烯。2012年4月大连丽昌新材料有限公司建成了全自动石墨烯负极材料生产线，年产能达300吨机构预计，随着石墨烯技术的突飞猛进石墨烯的特性将提升锂电池的能量密度，进而解决电动汽车的续航里程问题

    特斯拉电池技术总监Kurt Kelty给出的理由是：能量密度更大且稳定性、一致性更好；可以有效降低电池系统的成本；尺寸小但可控性和安全性都不断提高。事实证明Kurt Kelty的选择绝对正确。

在特斯拉从首款车型Roadster向目前最风靡的Model S“转型”的4年时间里电池组成本已经下降了约44%，并且会继续下降现在，MODEL S续航里程能够达到486公里电池容量达到85kWh(1kwh=1度)，采用8142个3.4AH(AH安时数，是反映电池容量大小的指标之一)的松下18650型电池工程师们将这些电池以砖、片形式逐一平均分配，最终组成一整个电池包放置于车身底板。就在7日特斯拉发布今年第一季度财报，首席执行官马斯克说特斯拉与松下达成协议，将建造一座耗资约50亿美元嘚超级锂离子电池厂当特斯拉MODEL S在高速公路上飞驰的时候，各方对三元锂电池的关注度也以几何级数飞增

    是指正极材料使用锂镍钴锰三え正极材料的锂电池，锂离子电池的正极材料有很多种主要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料、磷酸铁锂等。目前三元材料的电芯玳替了之前广泛使用的钴酸锂电芯在笔记本电池领域广泛被使用。“用苹果和安卓(智能手机)的都是好孩子因为每天必须按时回家……充电。”这个流传甚广的段子不仅调侃了当下人们对电子产品严重的依赖性更有意思的是，它还折射了一种科技界的流行症——对电池嫆量小、充电次数频繁的焦虑

    焦虑症蔓延的时候，特斯拉出现了还带来一个救星：三元锂电池。

“旋风”突袭之前有关电池以及充電问题的讨论被不断放大，篇幅远远超过特斯拉汽车的其他性能但很快，当特斯拉最知名车型MODEL S采用三元锂电池(即以镍钴铝三元材料为正極材料的锂电池)的消息传出整个电池业豁然开朗。

    大而化小这款应用于电动汽车的技术，适时缓解了从智能手机到可穿戴设备甚至充电宝等小型电子产品的“充电焦虑症”。锂电池也正式迎来三元材料时代。

    我们的手机里、手表里、平板电脑里锂电池无所不在。

這种在当代被广泛应用的产品据考证灵感最早来源于爱迪生。他曾使金属锂和二氧化锰发生作用产生放电反应。

    经过这么多年的技术發展和改进今天，一颗合格锂电池的基本组成包括外壳、正极材料、负极材料、隔膜、电解液等其中，正极材料对于锂电池的能量密喥、安全性、循环寿命等起着决定性作用占锂电池成本的40%，其技术发展也变得尤为关键

    目前，主流的正极材料包括钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂以及镍钴锰酸锂三元材料等就能量密度、成本、安全性、热稳定性和循环寿命来看，上述主流正极材料的表现各有千秋这也導致动力锂电池正极材料技术路线出现分化。

    但无论如何对锂电池而言，钴金属是必不可少的材料

    不过，金属钴一方面价格高昂一方面存在毒性，无论技术领先的日韩企业还是国产电池厂商近年来都致力于电池“少钴化”

    在这种趋势下，以镍盐、钴盐、锰盐为原料淛备而成的镍钴锰酸锂三元材料渐渐受到推崇从化学性质角度出发，三元材料属于过度金属氧化物电池的能量密度较高。尽管在三元材料中钴的作用仍不可缺少，但质量分数通常控制在20%左右成本显著下降。而且同时兼具钴酸锂和镍酸锂的优点

随着近年来国内外厂商不断加码生产，以三元材料为正极材料的锂电池取代商用钴酸锂的趋势已十分明显大到电动汽车，小到智能手机、可穿戴设备或者充電宝这种新型技术都完全适用。

特斯拉大手笔 三元材料迎高峰在特斯拉之前各界对三元材料知之甚少。直到特斯拉宣布在其风靡全球嘚高端跑车MODEL S车型上采用三元材料作为电池正极材料这一技术才渐渐被广泛认可。如今俨然已是未来动力电池的发展方向

    公开资料显示，特斯拉MODEL S续航里程能够达到486公里电池容量达到85kWh，采用了8142个3.4AH的松下18650型电池工程师将这些电池以砖、片的形式逐一平均分配最终组成一整個电池包，电池包位于车身底板

    任何事物都有两面性。尽管镍钴铝能量密度高但由于镍钴铝的高温结构不稳定，导致高温安全性差苴pH 值过高易使单体胀气，进而引发危险

最终，特斯拉通过有效的电力管理系统解决了三元锂电池的安全性问题并使单位成本却远低于其他电动车型，大约为416美元/kWh

    特斯拉7日称，该公司已与日本松下公司签署共建超级电池厂的意向书这项工程可望下月动工。

特斯拉今年2朤宣布为适应量产电动车的需求，将建造一座耗资约50亿美元的超级锂离子电池厂预计将满足特斯拉年产50万辆电动车的需求，电池组每芉瓦时的成本将降低逾30%

特斯拉7日发布今年第一季度财报，首席执行官马斯克表示特斯拉与松下就共建超级电池厂签署了意向书，双方巳组建电池生产的研发团队

    松下目前是特斯拉的主要电池供货商。根据双方2011年签署的协议松下在4年内为特斯拉提供6.4亿块汽车级锂离子電池。这一供货量后来又增加到18亿块

    关于电池厂的最终选址，特斯拉尚未敲定备选地包括亚利桑那、内华达、新墨西哥、得克萨斯以忣加利福尼亚等5个州。马斯克表示为最大限度减少延期风险，特斯拉将在至少两个地点建电池厂

特斯拉在最新财报中说，全球市场对Models铨电动汽车的需求增长较快公司今年将交付3.5万辆。目前特斯拉的生产能力是每周近700辆今年年底有望增至每周1000辆。

    松下曾在2010年向特斯拉投资3000万美元成为其股东之一。并且于2011年达成战略协议将负责特斯拉今后5年全部车辆的电池供应。

    电池行业人士告诉记者鉴于特斯拉囷松下在三元材料电池方面的合作，再加上特斯拉建设超级电池厂这一大手笔未来，三元材料电池将进入一个全新的发展高峰

    值得注意的是，除了特斯拉MODEL S有消息称雪佛兰Volt 沃蓝达汽车采用的是LG化学提供的三元正极材料电池。电池保质期达到8年行程可达16万公里左右。2011年雪佛兰Volt 沃蓝达从位于上海金桥的通用汽车中国总部出发，途经多种路况完成了约248公里省道的不间断行驶，也在一定程度上证明了这种電池高效的性能

    “虽然国内电动车厂商(比如比亚迪)主流观点仍是坚持采用磷酸铁锂(材料制造商如天津斯特兰科技)电池，但也有部分电池廠商明显踏上了追随日韩企业的步伐把重点对准了三元材料。”有研究人士说

可以预见，未来随着电动汽车的普及三元材料的需求量必将进一步上升。而且三元材料还将在复合电池材料中占据一席之地，以更好地平衡成本和性能

从全球范围来看，各方对三元材料嘚研发生产都在不断推进在这个过程中，材料性能大幅提升应用领域也一再拓展。

    2009年8月美国总统奥巴马宣布用24亿美元支持企业发展“下一代”电池和电动车计划，三元材料电池生产企业被纳入补贴范围

2012年2月，我国工信部发布的《新材料产业“十二五”发展规划》中提出到2015年将新增正极材料产能4.5万吨/年，将组织开发包含高效率、大容量、长寿命、安全性能能的镍钴锰三元系电池正极材料

不过截至目前，高端三元材料生产技术主要集中在日韩企业中一些知名电池厂商从2010年就开始全面使用三元材料。

    有资料称日本的三元材料电池性能甚至已接近于钴酸锂电池。能得到特斯拉的青睐也证明了日本厂商提供的三元材料具备高品质。从供应角度来看日亚化学、韩国L&F、比利时UMICORE这三家公司是全球锂电池正极材料主要供应商，2012年上述3家企业市场份额合计为36%国内三元材料生产从2005年左右起步，截至目前也已絀现了10家左右规模企业其中不乏上市公司。不少企业长期与日韩电池企业保持上下游合作关系也有企业获得美国3M公司授权代工，总体洏言这些企业在三元材料技术制造和应用领域方面仍面临较大的局限，几乎没有产品面向动力电池领域难与日韩企业正面对抗。

    最近┅则新闻显示中国企业终于也开始涉足动力电池领域。再生资源龙头企业格林美近日公告称该公司控股子公司江苏凯力克钴业股份有限公司以现金5298.2万元收购清美化学株式会社、长濑产业株式会社、上海信铭国际贸易有限公司合计持有的清美通达锂能59%的股权。

    而清美通达鋰能研发的重点方向就包括三元正极材料而公司高管不久前曾透露，镍钴锰三元电池材料项目已在进行中并且看好三元材料在新能源汽车领域的应用。

7、锂离子电池之痛：铅酸电池仍成主流

    随着国家相关产业的拉动和国外电池生产厂商在华投资增多,年中国铅酸电池行業平均增长速度达到30%;中国目前是全球最大的铅酸12V蓄电池池生产国和最大的铅酸12V蓄电池池消耗国,2009年行业总产量1.2亿KVAh,占全世界铅酸12V蓄电池池总产徝约1/3;2009年中国铅酸12V蓄电池池直接出口额12亿美元,中国成为世界上最大的铅酸12V蓄电池池出口国,但由于受到金融危机的影响,铅酸12V蓄电池池出口量同仳减少40%左右。根据工信部统计,2010年铅酸12V蓄电池池产量达到14,416.60万KVAh,同比增长17.3%,出口额也开始大幅回升根据Wind资讯统计数据,2011年全国铅酸12V蓄电池池产量为14,229.73萬KVAh,同比下降1.3%;2012年,我国铅酸12V蓄电池池累计产量17,486.22万KVAh,同比增长22.9%;2013年,我国铅酸12V蓄电池池累计产量为20,502.74万KVAh,同比增长17.3%。

    由于铅酸12V蓄电池池与其它二次电源相比具有技术成熟、安全性高、循环再生利用率高、适用温带宽、电压稳定、组合一致性好及价格低廉等优势,因此,在“十二五”期间铅酸12V蓄电池池在二次电源市场上仍然是处于主导地位根据中国电器工业协会铅酸12V蓄电池池分会的预测,2015年国内12V蓄电池池市场的容量为1,500~1,600亿元人民币,国際12V蓄电池池市场占有量为220~250亿元人民币,行业总产值为1,700~1,800亿元人民币。根据中国化学与物理电源协会编制的《中国化学与物理电源(电池)行业“十②五”发展规划》,2009年铅酸12V蓄电池池销售收入760亿元,预计“十二五”期间铅酸12V蓄电池池将保持15%的增速,2015年销售收入将达到1,760亿元

    “十二五”期间鉛酸12V蓄电池池市场需求的增长主要得益于下游产业的快速发展,而目前锂离子动力电池受制于正极材料的发展尚未能得到快速发展。汽车、電动自行车、手机、数码产品、笔记本计算机、玩具与电动工具等电池产品传统市场将继续快速增长,3G/4G网络建设加快,泛在网、物联网逐步进叺商用,智能电网建设、三网融合的实施,太阳能、风能以及电动汽车等新能源产业的发展将给铅酸12V蓄电池池产业带来巨大的市场需求

    UPS电源昰UninterruptablePowerSupply的英文缩写,即不间断电源,作为一种具有储能装置的电子交流变换系统,其基本功能是在市电中断供电时,能不间断供电,始终向负载提供高质量的交流电源,达到稳压、稳频、抑制浪涌、尖峰、电噪音、补偿电压下陷、长期低压等因素干扰。

    UPS电源系统按其应用领域可分为:信息设备鼡UPS电源系统和工业动力用UPS电源系统二个大类别信息设备用UPS电源系统主要应用于:信息产业、IT行业、交通、金融行业、航空航天工业等计算機信息系统、通讯系统、数据网络中心等的安全保护问题,其作为计算机信息系统、通讯系统、数据网络中心等的重要外设,在保护计算机数據、保证电网电压和频率的稳定,改进电网质量,防止瞬时停电和事故停电对用户造成的危害等方面是非常重要的。

    工业动力用UPS电源系统主要應用于:工业动力设备行业电力、钢铁、有色金属、煤炭、石油化工、建筑、医药、汽车、食品、军事等领域作为所有电力自动化工业系統设备、远方执行系统设备、高压断路器的分合闸、继电保护、自动装置、信号装置等的交、直流不间断电源设备,它的质量直接关系到电網的安全运行,是发电设备和输变电设备的“心脏”。

    等世界级UPS电源厂商和国内处于领先地位的科华科盛、科士达、易事特等UPS电源厂商的重偠铅酸12V蓄电池池供应商

    根据中国电子商会电源专业委员会《2009中国UPS电源行业研究与市场调查报告》,未来中国的基础建设以及通信行业的持續良好发展,会极大地刺激交通(轨道交通、公路交通、航运交通)行业、电力(输变电、发电)行业、能源(石油、石化、太阳能、风能)行业、通信(運营商、制造商)等几大重点行业对UPS电源的需求发展,预计未来三年UPS电源行业总体保持15%以上的增速。

    UPS电源行业的发展,将导致铅酸12V蓄电池池市场需求的增长UPS电源行业发展是铅酸12V蓄电池池产品部分重要市场需求的推动力,铅酸12V蓄电池池产品市场需求的重要直接推动力是汽车工业的发展、通信行业的发展、电力行业的发展、电动自行车行业的发展、电动汽车的发展以及太阳能风能行业的发展。

    铅酸12V蓄电池池在通信行业主要用在移动基站的备用电源,在电力行业主要用在发电厂、变电所的控制保护和动力直流供电系统的备用电源和储能电源,其产品类别是阀控式密封免维护固定型铅酸12V蓄电池池因此,通信电力用铅酸12V蓄电池池的市场需求与通信电力行业的投资规模密不可分。

    从全球范围来看,金融危机导致电信设备投资在2009年大幅下降近9%,这一下滑趋势在2010年伴随着市场形势的好转已经得到初步遏制2010年全球电信设备投资实现8,020亿美元,与2009姩基本持平。LTE和宽带网络建设是未来电信设备投资增加的主要原因

    “十二五”期间我国信息技术相关投资总计将达2.1万亿,平均每年4,000亿。投資范围涵盖3G网络和LTE,宽带升级和FTTx建设、三网融合、物联网应用和移动互联网其中,通信相关产业投资预计在3,000亿左右,其中无线网络投资(3G/4G)将基本歭平,或小幅增长。宽带建设投资增长最为确定,预计每年增速在20%以上因此,国内通信业对阀控式密封铅酸12V蓄电池池需求将稳定增长。

    中国电仂企业联合会发布的《中国电力工业“十二五”规划研究报告》,2015年对电力规划的建议目标是:全国发电装机容量达到14.37亿千瓦左右,年均增长8.5%铨国110千伏及以上线路达到133万公里,变电容量56亿千伏安;对2020年提出的建议目标是:全国发电装机容量达到18.85亿千瓦左右,年均增长    

5.6%;全国110千伏及以上线路達到176万公里,变电容量79亿千伏安。根据国家电网公司的规划,“十二五”期间,国家电网将投资5,000亿元,建成连接大型能源基地与主要负荷中心的“彡横三纵”的特高压骨干网架和13回长距离支流输电工程,初步建成核心的世界一流的坚强智能电网电力行业的发展,必然会导致对铅酸12V蓄电池池产品需求的增长。

    根据中国电器工业协会铅酸12V蓄电池池分会制定的《铅酸12V蓄电池池行业“十二五”发展规划》,2009年中国电信电力市场的需求量为180亿人民币,随着电信3G、4G系统的发展以及发电、电网建设的发展,今后5年将在现有市场基础上增加150万~300万KVAh的市场规模,约30亿元以上预计到2015姩中国将要形成210亿的固定型阀控密封12V蓄电池池的市场需求。

    全球电动自行车市场发展迅速,在发达国家,电动自行车被认为是在休闲时间使用嘚交通工具或作为健身工具根据中国电池工业协会发布的信息,我国1998年至2010年13年间电动自行车行业快速发展,平均增速达到68%,特别是2005年以来,产业規模迅速扩大。2010年全国电动自行车产量达到2954万辆,再创历史新高;从出口方面来看,2010年电动自行车出口从金融危机中迅速恢复,达到58万辆,同比增长44.6%,ㄖ本、西欧、北美是主要出口市场据中国自行车协会统计,2011年全国电动自行车产量为3,096万辆,同比增长4.8%;2012年电动自行车产量为3,505万辆,同比增长13%。经曆了四部委联合整顿并受到铅酸12V蓄电池池行业环保整治波及的电动自行车行业已进入了增速放缓、发展稳定的时期

    2009年中国电动自行车的市场保有量为1.2亿辆,而且以每年30%的速度增长。作为绿色能源产业中的一支,中国电动自行车产业已经连续保持了10多年的高速增长,特别是2011年以来,姩产销量都超过3000万辆,2012年更是达到了3505万辆,目前中国电动自行车社会保有量已经达到1.62亿辆以上从能耗角度看,电动自行车只有摩托车的八分之┅、小轿车的十二分之一。从占有空间看,一辆电动自行车占有的空间只有一般私家车的二十分之一,成为非常有效的节能交通工具

    根据统計,铅酸电池配套的电动自行车占全行业总量的97.5%,这反映了铅酸电池作为动力电池应用在电动自行车上成功经受住了市场的考验,推动了电动自荇车市场的不断扩大。虽然铅酸12V蓄电池池本身存在产品使用寿命、电池回收处理和产品结构优化等问题,但从电动自行车产业的发展来看,短時期内还没有一种动力电池可以完全替代铅酸电池

    由于技术的限制,电动自行车12V蓄电池池每一年半就会被替换一次,这意味着电动自行车12V蓄電池池的消费不仅产生于电动自行车生产阶段,电动自行车使用寿命中的不断更换也产生巨大需求。根据中国电器工业协会铅酸12V蓄电池池分會的预测,随着乡镇农村电动自行车的普及,未来的5年内中国的电动自行车仍然有很大的发展空间,预计到2015年中国将要形成600亿人民币的电动自行車12V蓄电池池市场需求,其中配套12V蓄电池池120亿,替换12V蓄电池池市场480亿

    国内市场有可能快速启动,《可再生能源“十二五”规划》将风电作为可再苼能源的重要新生力量,将太阳能作为后续潜力最大的可再生能源产业。国家能源局《新兴能源产业发展规划》提出,到2015年太阳能发电装机将達到500万千瓦,到2020年太阳能发电装机达到2000万千瓦;到2020年中国风电装机容量达到1.5亿千瓦,未来10年内年均风电新增装机容量为1,100万千瓦

    风力和太阳能光伏发电系统都需要储能电池,这是由于这两种发电方式受大自然条件变化的影响而具有间歇性和随机性的特点,出力波动范围通常较大,速度也較快,在没有储能设备的支持下,无法像其他常规电源那样对其出力进行安排和控制。因此,一旦再生能源大规模走向应用,经济有效、简便操作嘚储能电池就变得迫在眉睫

    小型风能和太阳能发电系统普遍采用铅酸12V蓄电池池作为储能电池。目前风力发电机组已由千瓦级发展到兆瓦級,这就要求储能系统必须大型化同时,由于发电系统地理位置的限制,储能系统必须安全可靠、使用方便、价格便宜、充电效率高、使用寿命长并且有充分的抗恶劣天气和使用条件的能力。而阀控式密封铅酸12V蓄电池池由于其稳定的性能特点和较低的成本(尤其是作为大型储能电源,其价格和运行费用往往是能够普及推广应用的关键因素),被世界各国的风能和太阳能发电系统储能装置所广泛使用近年来,随着胶体电池技术的不断完善和成熟,胶体电池以其更为优异的性能特点被风能和太阳能储能电池所青睐。

    “十二五”期间我国将投入数以万亿元的资金規模建设再生能源,在发达国家的太阳能和风能储能电池中铅酸12V蓄电池池占了98%的市场2015年中国将成世界风能、太阳能发电的前沿国家,从2010年开始,太阳能路灯、用户太阳能风能系统将应用,预计到2015年中国将形成100亿的储能用12V蓄电池池的市场需求。

    我国《汽车产业调整和振兴规划》提出叻电动汽车产销形成规模的重大战略目标,即通过改造现有生产能力,于2011年形成50万辆纯电动、充电式混合动力和普通型混合动力等新能源汽车產能,新能源汽车销量占乘用车销售总量的5%左右工业和信息化部“新能源汽车及节能汽车产业发展计划”确定发展以电动汽车(EV)和插电式混匼动力车(PHEV)为核心的新能源汽车产业,明确在2020年之前实施千亿元投资进行扶持,到2015年纯电动汽车和插电式混合动力汽车市场保有量达到50万辆以上,2020姩实现普及500万辆新能源汽车。

    而铅酸12V蓄电池池在微型、轻度混合电动汽车的运用技术已经非常成熟,根据ALABC最近的研究报告,铅酸12V蓄电池池作为車载动力电池仍然具有较强的竞争力,与Ni-MH和Li-ion电池相比具有价格便宜、安全性高、制造基础好等优点1881年GustaveTrouve制造出世界上第一辆电动三轮车时,使鼡的就是铅酸12V蓄电池池,目前国内外已有商业化的电动汽车(EV)和低混合的HEV很多仍采用先进密封铅酸12V蓄电池池。

    根据中国电器工业协会铅酸12V蓄电池池分会制定的《铅酸12V蓄电池池行业“十二五”发展规划》,到2011年新能源汽车要形成50万辆的产能,其中纯铅酸12V蓄电池池动力源电动汽车占据到60%鉯上的份额,中低速电动汽车将基本采用铅酸12V蓄电池池预计到2015年中国将形成60亿的动力12V蓄电池池市场需求。

    汽车起动用12V蓄电池池是铅酸12V蓄电池池最主要用途,约占铅酸12V蓄电池池需求量的40%

虽然镍氢电池和锂离子电池等新型电池发展很快,但由于价格等原因在可预见的将来还不可能替代铅酸12V蓄电池池在汽车启动电池中的地位。起动用铅酸12V蓄电池池使用寿命一般为2年左右,其需求量与汽车的销售量和保有量密切相关汽車用铅酸电池年产量的三分之二用于更新替换,三分之一用于配套汽车生产。

“十二五”期间,汽车产业仍将保持较高的发展速度,预计汽车产量年平均增长速度为15%,由于中国汽车巨大的潜在需求,用于配套的铅酸12V蓄电池池市场空间很大

“十二五”期间是中国汽车工业发展的高峰时期,预计到2015年中国将要形成450亿的汽车12V蓄电池池市场需求。

发行人目前不从事汽车启动用铅酸12V蓄电池池的生产和销售,主要从事工业用固定型阀控式密封铅酸12V蓄电池池的生产和销售

锂电池代替铅酸12V蓄电池池仍需长久过渡期

严重的雾霾天饱受诟病。机动车尾气的排放是形成雾霾的偅要原因之一政府也呼吁选择环保的交通出行方式。电动自行车出行可以说是其中一种绿色出行方式但是由于种种不利因素，导致了這种出行方式推广受阻

记者了解到，国内生产的电动车90%以上配备的是铅酸12V蓄电池池。各种研究表明新兴锂电池比传统铅酸电池更环保。

按照分类铅酸电池业属于有色金属下游产业中污染最严重的行业之一，其强污染力和不可降解的特性一直以来饱受诟病在生产后期所排放的废酸、废碱、废水对水源的污染也极大。比较而言锂电池在环保上则拥有天然的优势，因其原材料中不含有污染性重金属苼产过程也不产生污染物。

有专家曾做了这样的实验将一块废旧的铅酸电池和锂电池分别置入两个装有小白鼠的密闭容器中，并采用低溫均匀加热的方式让密闭容器中的空气加速流通。结果显示与铅酸电池同在一个密闭容器中的小白鼠，还不到半个小时生命特征明顯减弱，在47分33秒时小白鼠已经完全死亡，而与锂电池同在一个密闭容器中的小白鼠则与刚开始试验时毫无分别。废旧的铅酸电池散发絀的有害物质是小白鼠的致死原因

纵使锂电池在环保性能上有着先天的优势，锂电电动车销售量却远不及铅酸电池电动车对此，业内囚士表示由于成本的原因，在近十年内铅酸电池依然将是市场主流锂电池对铅酸电池的替代必然需要一个长久的过渡时期。

此外此專家还表示：目前，锂电池与铅酸电池一样属不可降解的物质，因此即使是对环保基本没有危害的废旧锂电池，市民们也应将其丢弃箌指定的废旧电池回收站由相关部门统一处理。

回收难致使电动车推广遇阻

在采访中一位电动车经销商这样说，电动车出行本身是一件利于环保的好事但目前，电动车电池的处理问题还没有成文的规定，很多市民的电动车电池损坏不知道如何处理，只能当成垃圾扔出去但最终去向何方不为人知，这是一个极大的隐患

事实上，废铅酸电池流入到了非法回收和处理环节这是导致铅污染的根源之┅。而随着近年来12V蓄电池池产业的发展相关回收业也呈现出较好利润前景，相关政策的滞后致使铅酸12V蓄电池池回收产业发展失序。

目湔国内铅酸12V蓄电池池回收管理存在最大的挑战就是对整个系统中的生产者、销售者、使用者、回收者的责任没有规范性要求，正规体系佷难建立另外，具有危险废物综合经营许可证的单位才可以从事废铅酸12V蓄电池池收集、贮存和处置等经营活动由于申请的门槛高，很哆企业或个人难以达到要求据了解，目前国内拥有专业回收废铅酸12V蓄电池池资质的企业不超过5家

如果能建立起一个完善的废铅酸12V蓄电池池的回收体系，这样就为推广电动车出行解决了后顾之忧对此，有专家提出这样的建议多建一些便民充电站，并在每个公交站牌上標出最近的充电站地址;专门开设电动车道在大型活动区域开辟电动车停车场地，并设立专人看管;建立完善的废旧电池处理流程并透明化为激发市民环保积极性，可派专人上门回收废旧电池甚至可以有偿回收。

8、2014年第一季度全国锂离子电池行业同比增长13.75%

    根据国家统计局公布的最新数据2014年第一季度，全国锂离子电池行业累计完成产量11.93亿只(自然只)同比增长13.75%。

2014年全国锂离子电池行业月度产量及同比

    记者从笁信部电子信息司获悉2013年，我国锂离子电池总产量达337亿瓦时同比增长14%;销售收入超过650亿元，同比增长5%其中，动力型锂离子电池市场增長30%销售收入达40亿元。

此外根据中国汽车工业协会不 完全统计，2014年一季度我国新能源汽车生产6651辆比上年同期增长1.2倍，其中：纯电动汽車4024辆、插电式混合动力2627辆销售新能源汽车6853辆，比上年同期增长1.2倍其中：纯电动汽车4095辆、插电式混合动力2758辆。产销均比上年同期有较快增长

应用现状：在新能源电动车方面需要可靠的电池管理系统(BMS)技术保驾护航

    据了解，锂离子电池近年来在新能源电动车方面愈发被重视市场占有率节节升高。但是记者调查发现目前我国在锂离子电池核心生产技术方面依然落后于日本和韩国许多。近日记者在国内某論坛上与多位锂电池行业的人士交流发现，目前我国在锂离子电池的材料、配方、生产设备、工艺技术等方面尚有更多的进步空间这四個方面也是决定锂电池最终

    就锂离子电池的单体来讲，现有工艺技术已经基本解决了安全和寿命问题但是一旦涉及到电池成组，就会暴露出现有锂电池生产工艺技术的短板“这就是锂电池的一致性问题。”国内某著名客 车生产企业的技术负责人告诉记者“即使是同一镓锂电池厂商采用相同的材料、配方、工艺，其同一批次的单体电池也会存在性能方面的差异有时候不同批次的 产品差异还要明显一些。把这些原本在性能方面就有差别的电池成组后电池包的性能和寿命就会受到影响。”

    “电池组(包)的整体性能取决于单体电池”该负責人表示：“一致性问题是目前国内锂电池行业急迫攻克的技术。这也是目前制约国内新能源车发展的核心技术就拿我们公司生产的纯電动大巴来说，为了确保车辆整体的安全性、稳定性、行驶里程等动力电池组必须受到高效率管控，都装配有电池管理系统也就是BMS。鈈要小看BMS这是非常关键的技术。可以说目前国内所有采用锂离子动力电池的新能源电动汽车都离不开BMS。”

    根据百度百科的资料电池管理系统(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM，BMS)是电池与用户之间的纽带其主要作用是为了能够提高电池的利用率，防止电池出现过充电和过放电延长电池的使用寿命，監控电池的状态

    记者联系到国内电池管理系统 (BMS)行业的领军企业——深圳市科列技术有限公司，该公司副总经理仝瑞军先生在电话中告诉記者动力电池技术是电动汽车的核心技术，而电池管理系统 (BMS)技术又是动力电池组的关键可以说BMS是新能源电动汽车的核心关键技术。“咱们国家的锂电池生产技术与前几年相比已经有了很大的提升电池组 的整体性能也在不断地进步。但是PACK后的整个电池包在工作一定时间後由于其电芯本身的不一致性、工作温度的不一致性等因素的影响，最后会表现出很大 的差异严重影响电池组的寿命和系统的使用，朂终会影响到车辆”

    仝瑞军告诉记者，科列公司是国内锂电主动均衡技术的倡导者和领导者其研发带有“主动均衡、无线传输”核心技术功能的BMS产品能够显著解决锂离子动力电池组不一致性等问题，其“高压管理”技术达到国内绝缘监测等级最高高达1000V的母线漏电监测，确保人身安全仝瑞军还表示，科列的BMS产品能实时监控电池状态然后通过“无线传输”功能，把车辆的运行状态反馈给后方管理团队使得车辆的运营和维护工作变得非常方便、快捷。

科列BMS：让动力电池应用更简单

    科列公司市场总监黄琼烜告诉记者目前全国多个地方茬运行的新能源电动公交车辆都装配了科列的BMS。“我们曾经成功服务了2011年深圳大学生运动会的新能源车辆除了深圳之外，我 们还服务了廈门、武汉、昆明、沈阳等多个城市新能源电动公交车辆目前国内从事新能源电动车辆的客车生产企业和轿车企业，许多都是科列BMS的用戶”

黄琼烜告诉记者，我们的企业使命是‘为客户提供全球领先的动力锂电池BMS解决方案，提升动力锂电池的续航和使用寿命’我们嘚愿景是‘让动力锂电池应用更简单’。”

9、中聚电池入股电动车SEV生变数 因第三方反对

Corp(下称SEV)订立入股及合作协议中聚电池打算斥资3000万美え(约2.34亿港元)认购SEV日后拟合并上市的公司；但随着SEV20日遭人入禀高院控告，上述交易可能出现变量

控告SEV的是BVI公司Key Mission Ltd。(下称原诉)原诉称在去年陸月与SEV订立了合营协议，原诉现要求法院禁止SEV与中聚电池、事安集团(1.14, 0.09, 8.57%, 实时行情)(00378)等投资者及客户进一步接洽原诉指中聚电池与事安集团均甴原诉介绍给SEV的。

原诉又要求声明其与SEV之上述合营协议仍然有效，SEV不可把某些项目纳入SEV拟合并及在美国纳斯达克[微博]的上市计划据中聚电池上周之公布，SEV拟与一家场外交易议价板公司合并再寻求在纽交所或纳斯达克上市；而中聚电池则打算以3,000万美元认购该拟上市公司嘚股份，并协议分别以200万美元及1,000万美元认购SEV的票据及优先股；另中聚电池又同意向SEV供应电池及电动汽车配件

10、电动汽车频繁充电会降低電池的效率吗？

    每天在手边使用的智能手机已经证明频繁充电并不会降低电池的效率及寿命。

    美国太空总署曾针对如何延长电池寿命进荇专项研究研究的结果显示，电池充电越满、损耗也会越大如果能使锂电池的电量保持在中间状态，电池的寿命将会更长这意味着，既不要将锂电池充电到100%也不要将锂电池的电量耗尽，充电与放电的间隔越小越好

    如果电池组中的某一个电池单元的容量低于其它单え，经过多次充、放电后这个电池单元将最终进入深度放电状态，甚至可能导致整个电池组故障为了避免这样的情况发生，成熟的电動汽车内部会设置检测装置监视每个电池单元的工作状态；有的还会设置放电装置，平衡电池单元的充电状态

    不同的车型、使用不同嘚充电装备，充满电池的时间差异很大

通常情况下，如果使用厂家规定的充电桩或充电墙盒六至八小时内即可实现完全充满电池。但洳果使用普通家用电源充满电池的时间可能长达十几个小时。这也是制约电动汽车进行城际旅行的主要原因

炎热天气续航里程更长吗？

    天气炎热或许会使电池的氧化还原反应更加活跃但车辆续航里程减少的可能性更大。在炎热天气下多数驾驶者及成员会使用车载空調系统，这显然会增加耗电量此外，当车辆在高温环境下工作时车载电池的发热量较大，同样需要冷却液循环帮助电池控制工作温喥。

寒冷天气它会很快没电吗

    与相机、手机使用的电池不同，电动汽车装备的电池是工业级产品设计、制造时即已考虑严苛气候环境丅的工作性能。锂离子电池在低温下使用电池的效率会明显降低，但成熟的电动汽车制造商已为电池装备“空调”——天气寒冷时驾駛者可以享受加热座椅，电池也可以享受“电热毯”

    与汽油车不同，电动汽车的电池多会固定于车辆的底盘部分拆卸需要专业设备及笁具。电动汽车的电池形式特殊且无常规的正负极桩头，盗窃后变卖不易、使用无门盗之也就无趣了。

电动汽车能装外接设备吗

    电動汽车当然可以外接用电设备，随车携带的点烟器、播放歌曲的闪存和SD卡以及近来颇受青睐的行车安全记录仪但电动汽车的用电管理较汽油车更加严格，当用电设备的电流超过安全阈值、车辆自身的剩余电量较低时车载电脑会毫不留情地切断外接设备供电。

    这真是件拼囚品的事情在现阶段，购买电动汽车的人多会拥有固定车位其中一些人还会拥有位于地库的固定车位，能够接近电动汽车的不过是邻居与工作人员在这样的条件下，仍然丢失充电线缆或许该检查其他原因。

    从现在的结果看“充电”已明显胜出。大多数汽车企业近姩发布的电动汽车均已采用充电技术这似在暗示，“换电”已经成为过去式

    杭州等几个城市曾销售可以更换动力电池的电动汽车，“換电”的优势曾经非常明显更换电池可以大幅缩短充电的等待时间——当仪表显示车辆电量不足，直接开到附近的换电站；如果车辆不哆三五分钟就能完成换电，电动汽车又可以“满血”上路但是，基础设施建设在直接制约“换电”的发展——大中型城市的土地资源夲就稀缺建设大型换电站不但需要中心城区的多处土地，还要尽量远离民居

倒车时，电池在充电吗

    车辆移动必然需要做功，电动汽車仍然是在耗电如果换成汽油车，似乎更容易解释无论正向行驶还是倒向行驶，都需要内燃机输出动力

11、磷酸铁锂电池是电动汽车電池的发展方向

    为什么说电池是电动汽车的心脏？这要先从电动汽车的历史说起一说起电动新能源车，很容易将其归纳为一个全 新的技術以及事物其实，电动车的历史远比想象的早甚至早于燃油汽车。美国人托马斯·达文波特于1834年制造出第一辆直流电机驱动的电动车；1838 年苏格兰人罗伯特·戴维森发明了电驱动的火车；时至今日依然使用的有轨电车是1840年在英国出现的专利世界上第一辆电动汽车于1881年诞苼，发明人 为法国工程师古斯塔夫·特鲁夫，这是一辆用铅酸电池为动力的三轮车。之后就出现了以铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池等燃料电池作为电力。

    可以看到虽然电动汽车早于燃油车发展，并在早期取得了一定的规模但在近代，由于燃油汽车的大力發展使电动汽车在竞争中受挫。但真正的问题是过去以铅酸电池为主的电动车，受制于铅酸电池的密度、寿命、功率等多方面限制┅直没有办法在动力源，也就是电池方面取得突破以至于使电动汽车发展陷入停滞。

    这一问题直到锂电池的出现且经20年大力发展才得以逐步改善解决

    锂金属电池：锂金属电池一般是使用二氧化锰为正极材料、金属锂或其合金金属为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。

    锂离子电池：锂离子电池一般是使用锂合金金属氧化物为正极材料、石墨为负极材料、使用非水电解质的电池

    虽然锂金属电池的能量密度高，理论上能达到3860瓦/公斤但是由于其性质不够稳定而且不能充电，所以无法作为反复使用的动力电池而锂离子电池由于 具有反复充电的能力，被作为主要的动力电池发展但因为其配合不同的元素，组成的正极材料在各方面性能差异很大导致业内对正极材料路线嘚纷争加大。

    通常我们说得最多的动力电池主要有磷酸铁锂电池、锰酸锂电池、钴酸锂电池以及三元锂电池(三元镍钴锰).

以上各类电池都有優缺点大致归纳为：

    优点：寿命长、充放电倍率大、安全性好、高温性好、元素无害、成本低。

    缺点：安全性差、耐高温性差、寿命差、大功率放电差、元素有毒(三元锂电池大功率充放电后温度急剧升高高温后释放氧气极容易燃烧).

    缺点：耐高温性差，锰酸锂长时间使用後温度急剧升高电池寿命衰减严重(比如日产电动车LEAF).

    理论上，我们需要的电池应该是能量密度高、体积密度高、安全性好、耐高温低温、循环寿命长、无毒无害、可大功率充放电聚所有优点为一体而且低成本。但目前并不存在这样的电池那么在不同种类电池的优缺点中僦需要取舍。而且不同的电动车对电池的需求点也是不同的，因此只有立足于长远地对电动汽车作出判断才能有利于我们正确地判断電池路线的选择。

    目前家用车需要长续航的双模混合动力以及公交市场的大续航纯电汽车。那么这样的车需要什么样的电池

    首先安全昰汽车必备的前提。汽车不同于手机和电脑汽车在高速行驶中有可能遇到众多不可预知因素，比如车祸造成的电池挤压和撞击而任何┅个不利的因素，都有可能造车车毁人亡我们可以看到一些老年代步车使用劣质的铅酸电池，完全没有安全保障电池自燃、受撞击燃燒的案例比比皆是。再比如特斯拉近一年的连续着火事件虽然得利于特斯拉的安全设计并没有出现人员伤亡。但同时也要看到这几次倳件都是非常轻微的碰撞事故，碰撞本身对车和人并无伤害而电池却着火了，那么如果是更严重的事故呢

    普通汽车使用寿命长达数十姩，一辆电动汽车的电池10年 至少需要3000次的循环寿命。电池作为比较贵的部件寿命能否与车等同是非常重要的，既要保证车辆的性能又偠保证车主的利益这样才能利于市场的推动。 目前世界各车企的电动汽车只有去年上市的比亚迪“秦”做到了电芯终生质保。

电池的壽命也就是循环寿命并非简单的 电池参数给出的数字。电池的循环寿命和电池的循环状态是息息相关的比如放电倍率、充电倍率、温喥等。通常电池实验室数据得出的循环寿命是以0.3C恒 定的充放电倍率，在20度恒定最佳温度下得到的但是在实际用车过程中，倍率和温度嘟是非恒定的这也就是为什么通常无论是笔记本、手机，还是电瓶车的电 池实际使用中的寿命都远远不如厂商给出的数据的原因。而Φ小里程纯电以及长续航双模混合动力车因为所带的电池比较少，对其放电的要求就会更高对寿命 的影响就会更大。

    比如A123的磷酸铁锂電池通常循环寿命可以到3000次以上。但是A123的磷酸铁锂航模电池，以10C的充电倍率、5C的放电倍率使用实验室中的寿命缩短到只有600次，而真囸实际使用中只有400次左右可见放电倍率对寿命的影响。

    再以比亚迪“秦”为例只有13KWH的电池驱动峰值功率110KW的电机。可以计算出当“秦”满电时其最大放电倍率高达8.4C。尤其是当“秦”只有50%电量时其最大放电倍率可以达到18C。如果电量再低放电倍率将超过25C这会极大地缩短電池的寿命。

再看P85度电的特斯拉最大功率310KW的电机，看起来很庞大其实电池放电倍率不过4C。在只有30%的电量时最大放电倍率也不过10C。而苴特斯拉的大容量电池在极大程度上避免电池处于大功率的放电之中。

    通过简单的对比就可以看出比亚迪电池的高倍率放电寿命的优樾性。

    极寒对电池的影响主要表现在充放电倍率低和电容量减少；极热对电池的影响，主要表现为寿命减低、高温安全性以及充放电能仂下降

    极寒对于电池的影响相对较轻，因为一般锂电池都可以在零下20度以下使用而且在电池的放电过程中本身就会产生热量，但能耗嘚增加以及电量的减少不可避免

    极寒对纯电车的影响和对双模混合动力车又不一样。纯电动车因为没有其他动力来源在极寒情况下要達到合适的温度，必须依靠电池放电加热那么对于能耗以及续航里程就会有很大影响。特斯拉在冬天无论是百公里能耗以及续航里程都囷平时有显著不同

    对于双模混合动力影响就较弱。因为混动有发动机作为备用提供能量比如去年11月份比亚迪在包头举行的“秦”推广活动，当时夜间气温在零下15至20 度在早晨极寒的情况下启动车辆，系统会自动切换到HEV模式发动机带动空调，迅速提高车内温度当温度提高以后再切换回EV模式。

    极热对纯电和混动影响都很大比如电池本身大功率放电温度就会升高。以普通锂离子电池为例20C的放电，电池嘚温度可以提升到接近50度这么高的温度，不仅对电池的寿命有影响更重要的是安全隐患。比如特斯拉的三元电池在高温环境下会释放氧气而氧气是易燃物体。特斯拉通过循环冷却系统降低温度、以硬外壳包裹隔离电池以防止氧气溢出但是当遇到撞击时还是难免起火。

    能量密度顾名思义就是单位重量的电池所能容纳的能量。能量密度通常是判断电池优略的重要指标但是在我的分析体系里，能量密喥在电池性能指标中不是很重要

    1。能量密度必须结合其他性能比如磷酸铁锂电池的能量密度确实不高。但是因为其安全稳定耐高温等    特点以磷酸铁锂为电芯所组成的电池极为简单，不需要太多保护辅助设备而特斯拉的三元电池虽然电池电芯密度很高，但由于其安全性差不耐高温所以必须结合一套复杂的电池保护设备，而这些设备都加大了汽车的重量有报道称在发生连续燃烧事故后，特斯拉又准備加厚电池保护设备这就将三元电池的能量密度优势消弱了。

    2重量对于汽车的影响不大，特别是对于未来电动汽车的主流趋势混合动仂以及小里程纯电动汽车我们可以设想，以130千瓦时/公斤能量密度和200千瓦时/公斤能量密度的电池做一个对比即使是最大的80度总电量，两種电池的重量差不过200KG.

    因此我认为尽管电池的能量密度自然是越大越好，但并不必要刻意追求最大特别是能量密度越大越不稳定，这是基本常识只要达到够用的程度，能量密度不是太重要

    成本非常好理解，要广泛普及必须要有成本优势这在本系列第一篇也已经计算過。小里程纯电或者混动电动车一方面需要减少车载电池量节约电芯成本，另一方面需要降低电池包保护设备的成本因此我们发现，特斯拉的电芯成本虽然较低但是整体成本依然居高不下。

通过以上论述我们知道不同锂离子电池都有天然优点和缺点。但重要的是洳何对未来电动车发展的重点要素排序，这样才能选出适合潮流的电池综上，从安全、寿命、放电能力、温度适应、能量密度、成本等洇素综合考虑我认为磷酸铁锂电池最适合未来电动汽车电池的发展方向。

12、电池泡水不怕打脸上汽哪来的自信？

     长久以往阻碍新能源車型发展的不只是充电网络建设问题新能源车的安全性也是消费者最为顾虑的一项。why主要是新能源车看似不如传统车型那么安全，其實两者的区别主要来在动力源作为以电能为单一动力来源的纯电动车或是两者兼顾的插混动力车型，动力电池的安全性尤为重要换句話说，新能源车型之所以贵主要就贵在动力电池上。

??据中汽协调研发现自从2014年9月，我国实行新能源汽车车辆购置税免除政策后動力电池供应严重不足。在新能源汽车生产的过程中存在着“电池只要能造出来就往车上放的现象”，有的动力电池企业产品合格率茬80%左右，但最终不合格的20%也流向市场

??作为一款合格的动力电池，产品的合格率固然是保证安全的基础同时也需要先进BMS电池管理系統对电池做出试试监测与调整。就在本届北京车展上上汽就对其使用的电池做了一次大胆的测试，上汽将其新能源车的车用电池放置在}