电池--化学与环境学院首页课件.ppt

1、评奥巴马的评奥巴马的“下一代下一代”电池电池和电动车计划和电动车计划 杨裕生杨裕生美国美国“下一代下一代”电池和电动车计电池和电动车计划划20092009年年8 8月奥巴马总统宣布月奥巴马总统宣布一一内容与评说内容与评说领域一：领域一：1515亿美元亿美元资助美国的电池及其配件制造者资助美国的电池及其配件制造者以提高电池的循环容量以提高电池的循环容量领域二：领域二：5 5亿美元亿美元资助电动力系统的制造者，包括资助电动力系统的制造者，包括电动机、电路系统及其它动力系统器件电动机、电路系统及其它动力系统器件领域三：领域三：4 4亿美元亿美元用来购买数千辆用来购买数千辆“插入式插入式”和全和全电动

2、车在多个地点做演示验证，研究并评估他们电动车在多个地点做演示验证，研究并评估他们的性能，建立充电系统，并教育、培训出先进电的性能，建立充电系统，并教育、培训出先进电动车领域的专业人才支撑该行业的发展。动车领域的专业人才支撑该行业的发展。“下一代下一代”电池和电动车计划，三领域电池和电动车计划，三领域 能源部资助能源部资助2424亿美元亿美元,4848个科研生产项目，分个科研生产项目，分9 9类类领域一：领域一：1515亿美元亿美元3 3类，包括：类，包括：1 1、电池及其材料制造：、电池及其材料制造：12.4712.47亿美元亿美元申请人申请人资助资助M$项目内容项目内容Johnson Con

3、trols299.2生产生产镍镍-钴钴-金属电池金属电池和电池组，并为混合和纯电动车生产隔膜和电池组，并为混合和纯电动车生产隔膜（由合作伙伴（由合作伙伴EntekEntek公司生产）公司生产）A123 Systems,Inc.249.1制造制造纳米磷酸亚铁锂纳米磷酸亚铁锂正极材料及其电极涂片；制备电池器件与正极材料及其电极涂片；制备电池器件与模块，为混合和纯电动车组装完整的电池组系统模块，为混合和纯电动车组装完整的电池组系统KD ABG MI,LLC(Dow Kokam)161为混合和纯电动车生产为混合和纯电动车生产氧化锰正极氧化锰正极/石墨负极锂离子电池石墨负极锂离子电池Compact Po

4、wer,Inc.(on behalf of LG Chem,Ltd.)151.4应用应用锰基正极锰基正极材料和独特的隔膜为通用汽车的材料和独特的隔膜为通用汽车的 Volt Volt 电动车生电动车生产聚合物锂离子电池，产聚合物锂离子电池，EnerDel,Inc.118.5为混合和纯电动车生产锂离子电池和电池组为混合和纯电动车生产锂离子电池和电池组.主要的技术包括主要的技术包括尖晶石锰酸锂作正极，钛酸锂作负极的高功率锂电池尖晶石锰酸锂作正极，钛酸锂作负极的高功率锂电池；以；以及尖晶石锰酸锂作正极与无定型碳组成的高比能量锂电池及尖晶石锰酸锂作正极与无定型碳组成的高比能量锂电池General Mot

5、ors Corporation105.9为通用汽车的为通用汽车的 Volt Volt 生产高能量密度电池组，器件将会由生产高能量密度电池组，器件将会由LG LG ChemChem或其他供应商提供或其他供应商提供Saft America,Inc.95.5为工业、农业用车及军用领域生产锂电池器件、模块及电池组为工业、农业用车及军用领域生产锂电池器件、模块及电池组主要包括主要包括镍钴基锂电池镍钴基锂电池材料和材料和磷酸亚铁锂磷酸亚铁锂ExideTechnologies with Axion PowerInternational34.3应用铅应用铅-炭电极技术生产先进的铅酸电池，满足微混和中混用炭电极

6、技术生产先进的铅酸电池，满足微混和中混用电需求电需求East Penn Manu-facturing Co.32.5生产超电池（铅酸电池同超级电容器结合）满足微混和中混用生产超电池（铅酸电池同超级电容器结合）满足微混和中混用电需求电需求2 2、先进电池配件的制造：、先进电池配件的制造：2.352.35亿美元亿美元 申请人申请人资助资助M$项目内容项目内容Celgard,LLC,a subsidiary of Polypore49.2为锂离子电池生产聚合物隔膜为锂离子电池生产聚合物隔膜.Toda America,Inc.35为锂离子电池生产为锂离子电池生产镍钴基正极材料镍钴基正极材料Chemet

7、all Foote Corp.28.4生产电池业可用的碳酸锂和氢氧化锂生产电池业可用的碳酸锂和氢氧化锂Honeywell International Inc.27.3为锂离子电池生产为锂离子电池生产电解质盐电解质盐 (六氟磷酸锂六氟磷酸锂 (LiPF(LiPF6 6)BASF Catalysts,LLC24.6为锂离子电池生产为锂离子电池生产镍钴基正极材料镍钴基正极材料EnerG2,Inc.21为为超电容器生产高能量密度的纳米炭超电容器生产高能量密度的纳米炭Novolyte Technologies,Inc.20.6为锂离子电池生产为锂离子电池生产电解液电解液FutureFuel Chemic

8、al Company12.6为锂离子电池生产高温石墨化的前躯体为锂离子电池生产高温石墨化的前躯体负负极材料极材料Pyrotek,Inc.11.3为锂离子电池生产碳粉为锂离子电池生产碳粉负极材料负极材料H&T Waterbury DBA Bouffard Metal Goods5为圆柱形器件生产精细的铝壳包装为圆柱形器件生产精细的铝壳包装3 3、先进锂离子电池可再生：、先进锂离子电池可再生：950950万美元万美元申请人申请人资助资助 M$M$项目内容项目内容TOXCOTOXCOIncorporatedIncorporated9.59.5锂离子电池的水热法再生锂离子电池的水热法再生“下一代电池下

9、一代电池”的特点的特点1 1、锂离子电池为主、锂离子电池为主5 5、没有氢、没有氢-镍电池和燃料电池镍电池和燃料电池领域二：领域二：5 5亿美元亿美元2 2类，包括：类，包括：4 4、电力驱动装置的制造：、电力驱动装置的制造：4.6514.651亿美元亿美元 申请人申请人资助资助 M$M$项目内容项目内容General Motors Corporation105整合制造资源，生产第二代通用汽整合制造资源，生产第二代通用汽车全球后轮电驱动系统车全球后轮电驱动系统Delphi Automotive Systems,LLC89.3对现有的乘用车、商用车载电子器对现有的乘用车、商用车载电子器件的产能进

10、行扩充件的产能进行扩充AllisonTransmission,Inc.62.8扩大美国商用卡车的混合驱动系统扩大美国商用卡车的混合驱动系统产能产能Ford Motor Company62.7在现有的福特汽车输电线路基础上在现有的福特汽车输电线路基础上生产集成的电驱动桥车生产集成的电驱动桥车Remy,Inc.60.2扩大现有驱动系统的产能扩大现有驱动系统的产能UQM Technologies,Inc.45.1增加现有美国工厂的电动车驱动系增加现有美国工厂的电动车驱动系统的产能统的产能Magna ECarSystems of America,Inc.40增加现有美国工厂的电动车驱动系增加现有美国工

11、厂的电动车驱动系统的产能统的产能5 5、电动车的下游器件的制造：、电动车的下游器件的制造：32303230万美元万美元 申请人申请人资助资助 M$M$项目内容项目内容KEMET Corporation15.115.1生产直流电动公交车用电容器生产直流电动公交车用电容器（包括卷绕式和叠层式）（包括卷绕式和叠层式）SBE,Inc.9.19.1为大量生产直流电动公交车用为大量生产直流电动公交车用电容器做配套电容器做配套Powerex,Inc.8.18.1建立一个电驱动装置用半导体建立一个电驱动装置用半导体研究、评价、生产中心研究、评价、生产中心领域三：领域三：4 4亿美元亿美元4 4类，包括：类，包

12、括：6、先进车辆电气化：先进车辆电气化：2.5442.544亿美元亿美元申请人申请人资助资助 M$M$项目内容项目内容Electric Transportation Engineering Corp.(ETEC)99.899.8ETECETEC及其合作伙伴尼桑汽车公司将制及其合作伙伴尼桑汽车公司将制造造50005000辆续航里程为辆续航里程为100100英里的尼桑英里的尼桑电动车电动车，并发展，并发展1250012500个二级和个二级和250250个三级的充电站个三级的充电站Chrysler LLC7070验证并制造验证并制造220220辆先进的辆先进的“插入式插入式”混混合动力乘用车和小货车

13、合动力乘用车和小货车South Coast Air QualityManage-ment District(SCAQMD)45.445.4开发、制造出开发、制造出2 25 5系列（车重系列（车重850185011950019500磅）车辆用磅）车辆用“插入式插入式”混合动混合动力系统力系统.验证、建造一支由验证、建造一支由378378辆卡辆卡车和穿梭巴士组成的车队车和穿梭巴士组成的车队.Navistar,Inc.(Truck)39.239.2验证并制造验证并制造400400辆续航里程为辆续航里程为100100英里英里的先进电池电动卡车的先进电池电动卡车 (车重车重1210012100磅磅).)

14、.7 7、交通部门电气化项目：、交通部门电气化项目：22202220万美元万美元申请人申请人资助资助 M$M$项目内容项目内容Cascade Sierra Solutions22.222.2 在美国主要的州际公路上修建在美国主要的州际公路上修建5050个卡车充个卡车充电站，为改装卡车提供电站，为改装卡车提供54505450元优惠，以取代元优惠，以取代减排技术。减排技术。8 8、先进车辆电气化、先进车辆电气化+交通部门电动化交通部门电动化70507050万美元万美元申请人申请人资助资助 M$M$项目内容项目内容General Motors30.530.5分析、开发并制造数百辆雪弗兰分析、开发并制

15、造数百辆雪弗兰VoltVolt增程式增程式电动车电动车(EREVs)(EREVs)125125辆辆VoltVolt混合动力车提供混合动力车提供给电子器件公司，给电子器件公司，500500辆辆Volt Volt“插入式插入式”混合混合动力车提供给消费者动力车提供给消费者Ford Motor Company3030通过与美国通过与美国1515家顶级的公司合作加速家顶级的公司合作加速混合和混合和纯电动车纯电动车的开发与商品化进程的开发与商品化进程.开发开发150150辆辆“插入式插入式”混合动力车，包括混合动力车，包括130130辆福特辆福特EscapeEscape混合动力车和混合动力车和2020辆

16、福特辆福特E450 E450 厢式货车厢式货车.Smith Smith Electric Electric VehiclesVehicles1010开发开发100100辆辆电动车电动车，包括，包括“AmpereAmpere型型”(福特福特运运输型概念车输型概念车),),“FaradayFaraday型型”(福特福特F150F150电动电动车车),),厢式货车厢式货车,以及以及“NewtonNewton”中型卡车中型卡车.“先进车辆电气化先进车辆电气化”的特点的特点1 1、纯电动车最多、纯电动车最多 续航里程为续航里程为100100英里的尼桑电动车英里的尼桑电动车50005000辆辆 续航里程为

17、续航里程为100100英里的先进电池电动卡车英里的先进电池电动卡车400400辆辆(车重车重1210012100磅磅)100100辆电动运输车，辆电动运输车，包括包括“AmpereAmpere型型”(福特运输型福特运输型概念车概念车),),“FaradayFaraday型型”(福特福特F150F150电动车电动车),),厢式货车厢式货车,以及以及“NewtonNewton”中型卡车中型卡车.2 2、增程式电动车、增程式电动车(EREVs)(EREVs)受重视受重视 制造数百辆雪弗兰制造数百辆雪弗兰VoltVolt增程式电动车增程式电动车3 3、“插入式插入式”混合动力车品种多混合动力车品种多

18、220220辆先进的乘用车和小货车辆先进的乘用车和小货车 由由378378辆卡车和穿梭巴士组成的车队辆卡车和穿梭巴士组成的车队（车重（车重850185011950019500磅）磅）150150辆辆“插入式插入式”混合动力车，混合动力车，包括包括130130辆福特辆福特EscapeEscape混合动力车和混合动力车和2020辆福特辆福特E450E450厢式货车厢式货车 125125辆辆Volt Volt“插入式插入式”混合动力车提供给电子器混合动力车提供给电子器件公司，件公司，500500辆辆“插入式插入式”VoltVolt混合动力车提供混合动力车提供给消费者给消费者（续）（续）“先进车辆电气

19、化先进车辆电气化”的特点的特点4 4、燃料电池电动车被、燃料电池电动车被“先进车辆电气化先进车辆电气化”除除名名一辆也没有一辆也没有9 9、先进电动车教育计划：、先进电动车教育计划：39103910万美元万美元 申请人申请人资助资助M$M$项目内容项目内容West Virginia University(NAFTC)6.96.9为本科生、研究生、教师、技术人员、急救人员及公众设置的教育计划为本科生、研究生、教师、技术人员、急救人员及公众设置的教育计划.合作者合作者:NAFTC总部及成员总部及成员;西弗吉尼亚教育部；南卡罗来纳教育部西弗吉尼亚教育部；南卡罗来纳教育部;Greater New Ha

20、ven洁净城市联合会洁净城市联合会;Innovation Drive有限公司有限公司;先进先进车辆研究中心车辆研究中心;Auto Exposure公司公司;Big Fish广告与公关公司广告与公关公司;MotorWeek公司公司;Sabre Engineering公司公司;Northeast Utilities公司公司Purdue University6.16.1为本科生、研究生、教师、技术人员、急救人员及公众设置的教育计划为本科生、研究生、教师、技术人员、急救人员及公众设置的教育计划.合作者合作者:Notre Dame大学大学;印第安纳大学印第安纳大学;普渡大学印第安纳波利斯分普渡大学印第安

21、纳波利斯分校校;普渡大学普渡大学Calumet分校分校;印第安纳大学印第安纳大学西北分校西北分校;Ivy Tech社区学院社区学院Colorado State University5 5为本科生、研究生、教师、技术人员、急救人员及公众设置的教育计划为本科生、研究生、教师、技术人员、急救人员及公众设置的教育计划.合作者合作者:科罗拉多州立大学科罗拉多州立大学;佐治亚理工学院佐治亚理工学院;Arapahoe社区学院社区学院;Douglas 县级学校系统县级学校系统;Nissan NA公司公司;K Share公司公司;Ricardo公司公司;AM General公司公司;Motion Reality

22、有限公司有限公司.Missouri University of Science and Technology5 5为本科生、研究生、教师、技术人员、机械师、急救人员以及公众设置为本科生、研究生、教师、技术人员、机械师、急救人员以及公众设置的教育计划的教育计划.合作者合作者:密苏里中部大学密苏里中部大学;Linn州立技术学院州立技术学院;圣路易斯科学中心圣路易斯科学中心;Smith电动车美国公司电动车美国公司(SEV-US);Kokam America有限公司有限公司（续（续9 9）先进电动车教育计划：）先进电动车教育计划：39103910万美元万美元Wayne State University

23、5 5为本科生、研究生、教师、技术人员、急救人员以及公众设置的教育计划为本科生、研究生、教师、技术人员、急救人员以及公众设置的教育计划.合作者合作者:NextEnergy公司公司;Macomb社区学院社区学院National Fire Protection Association4.44.4为本科生、研究生、教师以及公众设置的教育计划为本科生、研究生、教师以及公众设置的教育计划.合作者合作者:阿贡国家实验室阿贡国家实验室;AVL公司公司;通用汽车公司通用汽车公司;Eaton公司公司;Horiba公公司司;MathWorks公司公司;Schweitzer 工程实验室工程实验室;Woodward公

24、司公司Michigan Technological University2.982.98为本科生、研究生、教师以及公众设置的教育计划为本科生、研究生、教师以及公众设置的教育计划.合作者合作者:阿贡国家实验室阿贡国家实验室;AVL公司公司;通用汽车公司通用汽车公司;Eaton公司公司;Horiba公公司司;MathWorks公司公司;Schweitzer 工程实验室工程实验室;Woodward公司公司University of Michigan2.52.5为本科生、研究生、教师以及公众设置的教育计划为本科生、研究生、教师以及公众设置的教育计划.合作者合作者:密歇根大学密歇根大学Dearborn分

25、校分校;Kettering 大学大学;Ford公司公司;GM公司公司;Chrysler公司公司;Eaton公司公司;DTE Energy公司公司;Mentor Graphics公司公司;Ballard公司公司;Quantum Technologies公司公司;A123 Systems公司公司J.Sargeant Reynolds Community College0.720.72为学生和技术人员设置的教育计划为学生和技术人员设置的教育计划.合作者合作者:James Madison大学大学;弗吉尼亚教育部弗吉尼亚教育部;Ford公司公司;GM公司公司;Toyota公司公司;Firestone/B

26、ridgestone公司公司City College of San Francisco0.50.5为学生、服务人员和技术人员设置的教育计划为学生、服务人员和技术人员设置的教育计划.合作者合作者:Chabot学院学院;Central Shops公司公司;Pats Garage公司公司;Perfect Sky有限公司有限公司.美国美国“下一代下一代”电池和电动车计划电池和电动车计划总评总评1 1、规模宏大、规模宏大连同企业按连同企业按1:11:1的比例配套的比例配套2424亿亿美元，共约合人民币美元，共约合人民币330330亿元亿元2 2、配套整齐、配套整齐发展发展9 9类、类、4848个科研生产

27、项目电个科研生产项目电池及其配件制造；电动机、电路系统及其它动池及其配件制造；电动机、电路系统及其它动力系统器件；数千辆电动车演示验证，建立充力系统器件；数千辆电动车演示验证，建立充电系统，并进行教育、培训，一应俱全。电系统，并进行教育、培训，一应俱全。3 3、重点突出、重点突出主要是纯电动车，也有主要是纯电动车，也有“插电插电式式”混合动力车和增程式电动车，没有燃料混合动力车和增程式电动车，没有燃料电池电动车；电池电动车；4 4、直接支持最强的企业、直接支持最强的企业9 9月，美国燃料汽车南北游行月，美国燃料汽车南北游行1111月月3 3日消息：氢基金重回预算日消息：氢基金重回预算 Hydr

28、ogen Funding Restored in US DOE Budget Last week,President Obama signed the budget,which includes$311 million for vehicle technology research,including advanced batteries and electric drive systems,$198 million for hydrogen and fuel cells-about$26 million below FY 2009,but more than$100 million abov

29、e the Administrations request-and$220 million for biofuel research.Watch for more on the NHA website.二二该计划中的几个技术该计划中的几个技术1 1、“增程式增程式”电动车电动车 （或（或 “双充式双充式”电动车）电动车）及在国内的研制情况及在国内的研制情况内燃机内燃机发电机发电机（定型产品）定型产品）动态控制系统动态控制系统电机控制器电机控制器电动机电动机空调系统空调系统助力系统助力系统制动系统制动系统 充电机充电机电池组电池组变速箱变速箱纯电动车纯电动车节油减排节油减排铅酸电池铅酸电池2 2

30、、铅酸电池的新技术、铅酸电池的新技术超级电池（超级电池（Ultrabattery）铅炭电池铅炭电池 提高比能量提高比能量提高比功率提高比功率延长循环寿命延长循环寿命ApplicantDOEAward($mil.)Loca-tionsTechnologyExide Techno-logies with Axion Power International$34.3Bristo,TNColumbus,GAProduction of advanced lead-acid batteries,using lead-carbon electrodes for micro and mild hybrid a

31、pplications.East Penn Manufacturing Co.$32.5Lyon Station,PAProduction of the UltraBattery(lead-acid battery with a carbon supercapacitor combination)for micro and mild hybrid applications.EnerG2,Inc.$21Albany,ORProduction of high energy density nano-carbon for ultracapacitors.铅酸电池铅酸电池能量尚可能量尚可功率不高功率不

32、高混合电容器混合电容器功率优越功率优越能量不高能量不高电池电池-电容并联电容并联能量、功率改善能量、功率改善铅酸电池铅酸电池混合电容器混合电容器超级电池超级电池铅酸电池铅酸电池混合电容器混合电容器超级电池超级电池UltraBattery日本日本FURUKAWA公司公司比功率比功率500-600W/kg铅酸电池铅酸电池混合电容器混合电容器advanced lead-acid batteries,using lead-carbon electrodes铅炭电池铅炭电池1 1、适用于硫酸介质中的电容活性炭、适用于硫酸介质中的电容活性炭2 2、活性炭与铅粉的均匀混合、活性炭与铅粉的均匀混合3 3、负极

33、炭、负极炭-铅混合料涂膏的稳固化铅混合料涂膏的稳固化连连续续加加碳碳和和膏膏胡信国教授胡信国教授三三该计划给人们的启示该计划给人们的启示三、该计划给人们的启示：三、该计划给人们的启示：1 1、美国政府如此大手笔支持、美国政府如此大手笔支持“下一代下一代”电池和电池和电动车发展，表明它下定了决心，企图抢占全世电动车发展，表明它下定了决心，企图抢占全世界电池和电动车发展的领先地位；界电池和电动车发展的领先地位；2 2、美国政府的计划目标明确，是以、美国政府的计划目标明确，是以纯电动车纯电动车作作为为“下一代电动车下一代电动车”发展的首要车种；发展的首要车种；“插入插入式式”混合动力车混合动力车和增

34、和增程式电动车程式电动车放在第二、第放在第二、第三位，以切实解决节油、减排问题；三位，以切实解决节油、减排问题；3 3、该计划、该计划“下一代电池下一代电池”以以锂离子电池锂离子电池为主，同为主，同时也重视以铅酸电池为基础的时也重视以铅酸电池为基础的超级电池超级电池。5 5、美国已经从、美国已经从“氢经济氢经济”中中“清醒清醒”过来；过来；新预算：研究氢和燃料电池（未提燃料电池车）新预算：研究氢和燃料电池（未提燃料电池车）4 4、美国政府的计划直接支持最强的企业，充分、美国政府的计划直接支持最强的企业，充分发挥这些企业强大研发力量的作用。发挥这些企业强大研发力量的作用。这与我国政府强调的产这与

35、我国政府强调的产-学学-研结合，并不研结合，并不矛盾；矛盾；7 7、我国政府和企业家应有因应措施。、我国政府和企业家应有因应措施。6 6、美国计划历来对全球有很大影响；、美国计划历来对全球有很大影响；三、该计划给人们的启示：三、该计划给人们的启示：四四建议建议1、我国政府要制定、我国政府要制定策略策略 四、建议四、建议11月月3日温总理说：日温总理说：日本：油电混合电动车日本：油电混合电动车美国：美国：“插入式插入式”混合动力车及纯电动混合动力车及纯电动车车我国：我国：我们如何理解？我们如何理解？续四、建议续四、建议3、锂离子电池与铅酸电池都要支持、锂离子电池与铅酸电池都要支持要针对各自弱点进

36、一步提高性能要针对各自弱点进一步提高性能4、要发展、要发展“电动技术产业电动技术产业”新电池新电池要有自主知识产权，安全与高比能量的统一要有自主知识产权，安全与高比能量的统一 政府支持，企业投入，科技人员创新政府支持，企业投入，科技人员创新2、停止补贴汽车以旧还新、停止补贴汽车以旧还新 集中财力支持电动车的发展集中财力支持电动车的发展主办：中国工程院能源与矿业工程学部主办：中国工程院能源与矿业工程学部 防化研究院防化研究院 中国电池工业协会中国电池工业协会 苏州大学苏州大学 泰州市人民政府泰州市人民政府承办：双登集团承办：双登集团中国首届铅酸电池新技术研讨会中国首届铅酸电池新技术研讨会时间：时间：20102010年年4 4月月地点：泰州地点：泰州欢迎各单位支持、参加欢迎各单位支持、参加协办：协办：谢谢 谢谢！