1、新能源行業現狀與發展趨勢2011. 6報告人：陳 志中南大學冶金科學與工程學院能源劃分能源分類一次能源二次能源可再生能源非再生能源風能，水能，太陽能，地熱，海洋能，生物能化石燃料（煤，石油，天然氣），鈾電能，氫能等綠色、可再生能源 美國、德國等發達國家的光伏發電、風力發電已經從原來的補充能源上升為重要的戰略替代能源風能、太陽能、生物質能氫能海洋能地熱能中國能源消耗結構我國當前石化產品需求2010年，萬噸2020年，萬噸汽、煤、柴油17750-1890021700-28800潤滑油 520-560 560-770燃料油 2900 2700化工用油 4700-5600 7200-8700其它 54

2、00-5500 6600-6700石油產品合計31300-3350038800-47700國內石油需求3.3-3.5億噸4.1-5.0億噸當今世界，石化資源日漸緊張，環境污染日趨嚴重，發展新能源是當前一個重大課題。發展電動汽車已成為時代熱潮 能源危機與全球變暖使低碳技術及新能源技術備受矚目，成為世界科技前沿，各國不惜投入重金，爭搶戰略制高點 發展電動汽車產業成為各國競相追求的目標2009年8月，Obama政府宣布投資24億美元資助電動車項目美 國 2009年11月，美國電動車聯盟成立，包括美國宇航環境公司、NRG能源公司、太平洋燃氣和電力公司、雷諾、江森自控、A123電池系統公司、聯邦快遞、明

3、亮汽車公司等，涵蓋能源、汽車、運輸、化工等行業。目標： 1）2020年，全美電動汽車達1400萬輛，近1/4為純電動汽車或插電式電動汽車 2）2040年，美國的電動車將達2億輛，占各種輕型車的四分之三 2009年8月，通過的“電動汽車國家發展計劃”， （1）到2011年底提供5億歐元資助1個電池研究中心和8個電動車城市試點項目（2）2013年開始實現電動汽車批量生產 2010年5月，宣布成立“電動汽車國家平臺” 打算在2020年前生產至少100萬輛電動汽車，在技術研發和市場開發兩個方面占據世界領先地位。大眾汽車的高爾夫電動概念車 德 國 采用鋰離子動力電池組的奧運電動客車亮相奧運會;關于開展節

4、能與新能源汽車示范推廣工作試點工作的通知，決定于2009年在北京、上海、重慶、長春、大連、杭州、濟南、武漢、深圳、合肥、長沙、昆明、南昌等13 個城市開展節能與新能源汽車示范推廣試點工作;2010年，廈門、天津、?？?、鄭州、蘇州、唐山、廣州等七個城市被國家財政部、科技部、工業和信息化部及發展改革委授予第二批“十城千輛”節能與新能源汽車應用示范城市;2010年6月，國家又出臺關于開展私人購買新能源汽車補貼試點的通知;中 國純電動車MINI-E配備的高性能鋰離子電池一次充滿電只需4h，續航里程140-190Km。寶馬的純電動5系是由寶馬和中國合作開發。瑞典沃爾沃在2011年展出的EV“C30 El

5、ectric” ，從發動到車速達到100km/h需要10.5秒，續航里程為120150km。 2010年，日產汽車公布了年產5萬輛EV（Leaf）的計劃。豐田在北美發布了普銳斯（Prius）系列衍生車型，Prius V和Prius C。并宣布將在未來推出11款混合動力車。 比亞迪純電動汽車E6：0-100公里的加速時間少于10秒，最高車速達140公里，續駛里程超過300公里，百公里電耗25度。電動汽車用動力電池車用電池的要求高能量密度，與汽油發動機相當，1001000Wh/kg；高功率密度，與汽油發動機相當，3001500W/kg；長壽命，與車同壽命，15年，7000次循環；寬工作溫度，范圍：

6、-3080；儲存與擱置性能好，長期使用無顯著衰減或自放電；安全性與可靠性好； 低成本 $50100/KWh； 環境友好鋰離子動力電池結構：由正極、負極、隔膜、電解液、外殼和引出端等構成產業化鋰離子電池生產設備舉例真空攪拌機涂布機裁片機卷繞機電池測試設備不同結構類型電池外觀高能量密度高工作電壓較高循環壽命無記憶效應安全無公害較快的充、放電高達99以上的充放電轉化率鋰離子電池工作原理圖鋰離子電池的優點鋰離子電池鋰離子電池的發展趨勢電池品種2005年2006年2007年2008年鎳鎘電池（億只）13.8913.5129.9鎳氫電池（億只）11.5511.7812.712.9鋰離子電池（億只）8.51

7、01214.5鉛酸電池（萬KVAh）4334.57777.890009700鋅錳電池（億只）215.1210199190堿錳電池（億只）50.73607080鋰一次電池（億只）66.88.810太陽電池（MW）20043810881900不同類型電池的年份統計數據 “節能+環保”熱潮以及人類生活方式的改進，帶給鋰離子電池尤其是動力電池巨大的發展機遇。鈷酸鋰(LiCoO2) 鎳酸鋰(LiNiO2) 錳酸鋰(LiMn2O4) 三元材料(LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2)磷酸鐵鋰 (LiFePO4)鋰離子電池正極材料正極材料是對鋰離子電池性能具有決定性作用的關鍵材料鈷酸鋰(LiCoO2) 最早

8、商業化的正極材料，但資源匱乏，環境不友好鎳酸鋰(LiNiO2) 合成困難，穩定性差錳酸鋰(LiMn2O4) 環境友好，但循環性能差三元材料(LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2) 比容量高，但價格昂貴橄欖石型LiFePO4橄欖石型的磷酸鐵鋰價格低廉，安全性好，循環壽命長，對環境無污染，是一種極具潛力的鋰離子動力電池材料。幾種正極材料應用比較類 別安全性能比容量(mAh/g)循環壽命材料成本合適領域鈷酸鋰差145500次高中小型移動電池錳酸鋰較好105500次低中型動力電池三元材料較好160800次較高中小型動力電池磷酸鐵鋰很好1502000次低大型動力電池目前，用于動力電池的正極材料有下列三

9、大“流派”：第一“流派” ：進行鋰鎳鈷錳氧三元系的研發，成本較高，安全問題難以有效解決。 （典型代表：湖南杉杉、湖南瑞翔等）第二“流派” ：錳酸鋰的研發。價格低廉， 安全性能好，但需改進其高溫電性能。 （典型代表：日本電工公司、湖南杉杉等）第三“流派” ：開發磷酸鐵鋰(LiFePO4)正極材料。價格低廉，安全性好，循環壽命長，對環境無污染，成為當前世界范圍內首推的動力電池正極材料。 （典型代表：加拿大Phostech，美國valence和A123、臺灣長圓、長沙運籌、北大先行等）磷酸鐵鋰主要生產商美國A123美國valence加拿大phostech韓國韓華臺灣立凱臺灣長圓臺灣尚志天津斯特蘭北大

10、先行深圳比亞迪德方納米深圳貝特瑞杭州博駿長沙運籌美國A123公司已實現了磷酸鐵鋰電極材料與器件的產業化。美國A123美國valencesValence Technology公司是開發磷酸鋰能量存儲解決方案的全球領先企業。 加拿大phostech 擁有goodenough關于磷酸鐵鋰正極材料原始專利的授權，開發的納米化LiFePO4材料已實現規模化生產。39韓國韓華LFP(LiFePO4) 通過“超臨界水熱合成”法生產。500nmSEM Mossbauer HighCapacityHighVoltageHighPowerHighSafetyLong CycleLowCostUniformityN

11、ano-SizedHigh PurityCrystallinityControlling of Crystal structure & components韓國韓華北大先行 北大先行與北汽福田簽署聯合開發框架協議，共同開發、生產和推廣新能源汽車產品。 國內最早實現磷酸鐵鋰(LiFePO4)正極材料產業化的生產廠家。深圳德方納米 采用液相法合成納米磷酸鐵鋰正極材料，通過中試并實現了規模生產。 國內磷酸鐵鋰產業化現狀 磷酸鐵鋰技術取得明顯進步，但離國際最先進水平仍有差距。 國內磷酸鐵鋰生產企業繁多，但能夠批量穩定供貨的企業很少，且生產規模較小。 國內磷酸鐵鋰電池制備技術取得較大進步，但仍需大幅的改

12、進電池性能。 國內磷酸鐵鋰市場需求仍然剛剛升起，市場開拓較慢，當前市場容量較小。 國內磷酸鐵鋰生產企業除少數企業擁有自主知識產權外，大多數企業沒有相關知識產權。面臨的主要問題 磷酸鐵鋰優點眾多，為何仍無法大范圍的應用呢？生產工藝 存在一定的技術壁壘，需要不斷的改進來解決充電站等基礎設施的建設產業鏈的脫節 從材料電池電動車的產業鏈尚未緊密結合專利問題 阻礙磷酸鐵鋰大規模生產和使用鋰電池之父goodenoughJohn.B.Goodenough美國徳州大學奧斯汀分校首席工程教授、美國工程院院士、日本獎（Japan Prize）獲得者、2009年美國總統獎（費米獎）獲得者，磷酸鐵鋰的發明人。磷酸鐵鋰

13、專利問題 1997年，Goodenough教授和其合作者們申請的關于磷酸鐵鋰的專利，是關于橄欖石結構磷酸鐵鋰正極材料的第一個明確的核心專利。磷酸鐵鋰專利情況分子式專利日期專利號專利性質德州大學LiMPO41997-4-23WO 1997040541電極材料Hydro-QuebeeLiMPO42000-5-2EP 1043787電極材料PhostechLiMPO42004-12-22WO 2005062404電極材料A123Li1-XMFePO42005-2-7WO 2005076936制作技術臺灣AleesLiFePO4MO制作技術磷酸鐵鋰專利糾紛成為全球關注的焦點 加拿大Hydro-Quebec公司是從德州大學獲得獨家授權的磷酸鐵鋰生產企業。2006年，加拿大phostech公司狀告美國A123公司、Valence公司、日本NTT等公司侵權，索賠金額高達數億美金，引爆了國際專利大戰。 2008年，歐洲專利局撤銷了授予德州大學對磷酸鐵鋰原始的歐洲專利擁有權。北京市西城環衛局計劃實施30輛純電動環衛車示范運行項目，2009年10月1日全部投入運行。項目概況： 30輛 環衛車類型：灑水車、垃圾壓縮車、掃地車運營模式：租賃、政府扶持、示范運營磷酸鐵鋰的推廣應用昌平科技園區新能源太陽能路燈示范路(48V