电池技术异彩纷呈相关标准亟待确立(上) - 日志 - hfw01

电池技术异彩纷呈 相关标准亟待确立(上)

2010/11/16 00:00

　　美国能源部（DOE）的James A.Barnes博士在EVS25先进电池技术研讨会上表示，2010年，美国能源部在动力电池及材料方面的研发预算为1.52亿美元，“能源恢复法案基金”在动力电池制造方面的投资额为15亿美元，江森自控及A123系统等9家企业在锂离子电池制造方面合计投资也已达27.55亿美元。不过，对锂电子电池的外形、规格、容量、化学、安全性能方面还没有国家标准。

　　日本新能源产业技术综合开发机构（NEDO）氢能技术开发部储能技术开发室丸山阳一也表示，在日本，动力电池的国家标准正在制定中，目前的研发和制造主要是一些企业行为。2010年，NEDO的科技预算为26.1亿美元，不过他没有透露动力电池的具体研发数额。

　　2010～2014年，日本电池行业及材料行业将采用共同的评估方法，行业间的有效反馈机制有助于加速新型电池材料的研发。NEDO的动力电池研发目标如图1和图2所示。

图1 NEDO的动力电池研发目标

图2 下一代高性能电池系统的发展目标

NEDO于2009年7月启动了一项为期5年的下一代动力电池科技创新（RISING）项目，该项目共包括43个课题（见图3）。其目标是基于化学方法、前沿评估与分析，研究锂离子电池的基本反应原理和反应机制，改进电池的可靠性和性能，掌握实现创新性电池的基础技术。为此，在京都大学成立了电池研发中心（I-BARD），支持产业界、研究机构、政府间的合作。

图3 下一代高性能电池系统的开发包括43个课题

　　另外，NEDO于2010年进行了使用新能源和电网相连的储能系统研究项目（见图4）。这种高性能储能系统即智能社区，其中包含高效率的电能供应和创新的生活方式等。电池系统被安装在指定地区，如工业区和居民区等。储能系统项目对于今后采用可再生能源充电的电动车意义重大，储能系统可消除太阳能和风能发电的不稳定性，可再生能源动力电池与电网相连，可将夜间的便宜电能用于白天的峰值时段。

图4 与新能源相连的电网的储能系统情况

　　对于中国的动力电池标准，科技部863项目新能源汽车专家组的肖成伟表示，目前，在国家863项目内已建立了一些测试规范，并在此基础上提出了关于镍氢电池、锂离子电池、铅酸电池和超级电容器的4个国家强制性的行业标准（见图5），所有动力电池在实际商用前必须进行这些强制性的检验。同时，也在制定一些新的标准，包括电池标准化，安全性、循环寿命、电池系统要求，以及充电站、充电桩方面的国家标准或行业标准（见图6）。中国“十二五”期间动力电池的研发重点如图7所示。

图5 中国目前的动力电池行业标准

图6 中国将要制定的动力电池国家标准和行业标准

图7 中国十二五期间动力电池的研发重点

在电池国际标准化方面，JARI（日本汽车研究所）与国际标准化组织标准(1SO)和国际电工委员会标准(IEC)有一些合作（见图8），目前在跟踪锂离子电池的标准化工作，致力于电池测试流程的标准化，包括容量、功率、功效、存储、周期、冲击测试、高温性能、外部短路、过充电等。ISO的标准主要针对电池组或系统的测试，IEC主要针对各个不同参数之间的测试。这两个标准之间需要协调一致。

图8 JARI与IEC和ISO的合作

　　日产汽车JARI（日本汽车研究所）电池标准化工作组主席饭山明裕博士表示，JARI与IEC建立了共同工作组，主要围绕电池性能的标准化测试IEC 62660-1，以及电池安全性方面的测试标准化IEC 62660—2，在安全性方面，日本有自己的标准SAEJ2929。JARI与ISO的合作主要集中在ISO12405，包括混合动力车和纯电动车的标准。（未完待续记者恩平）

电池技术异彩纷呈 相关标准亟待确立（下）

2010/11/18 00:00

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　　日产汽车JARI（日本汽车研究所）电池标准化工作组主席饭山明裕博士表示，JARI与IEC建立了共同工作组，主要围绕电池性能的标准化测试IEC 62660-1，以及电池安全性方面的测试标准化IEC 62660-2，在安全性方面，日本有自己的标准SAEJ2929。JARI与ISO的合作主要集中在ISO12405，包括混合动力车和纯电动车的标准。

　　IEC 62660—1和IEC 62660—2分别定义了混合动力车和纯动力车锂电池的性能、可靠性，以及在拉力测试下的表现。这些标准将会为锂电池的实验提供更多的标准，同时有助于更多了解锂电池组或系统的设计，及时发现不足。

　　另外，饭山明裕强调，不同锂电池材料的特性都不一样，电池组或系统的设计要因车而异，标准测试流程与条件要适合于每种电池组或系统（见图9）。

图9 锂电池组或系统的标准化概念

稀土锂钇电池

　　在电池材料方面，中国深圳中聚雷天开发了稀土锂钇电池（见图10）和稀土锂硫电池。其董事局主席钟馨稼认为，稀土锂电池完全可以代替石油作为清洁能源汽车的电池。因为稀土锂电池具有反复快速充放电、价格低廉、环保，生产原料充分，已经规模化、生产的优势。另外，稀土锂电池的耐高温特性解决了锂元素在高温状态下不稳定、易燃易爆的缺点。据称，美国AIG旗下的亚美保险公司和AXA保险公司已为稀土锂钇电池提供责任担保，若发生安全问题，最高一次赔偿额是200万元人民币。

图10 中聚雷天开发的稀土锂钇电池

　　钟馨稼指出，电池快速充电是纯电动车发展的关键。全球各种常用动力电池性能比较如表1所示。稀土锂钇电池质量能量密度150-190Wh/kg，可以进行20分钟恒流充电。稀土锂硫电池的质量能量密度为1200 Wh/kg（见表2）。TS-LFP700AHA型稀土锂钇电池充放电曲线如图11所示。

图11 TS-LFP700AHA型稀土锂钇电池充放电曲线

　　目前，意大利、芬兰、丹麦、俄罗斯、美国、日本、韩国、阿联酋、英国、德国、法国、以及中国的部分新能源电动车已在使用稀土锂钇电池。现在生产的稀土锂钇电池价格大约610元人民币/kWh，合90美元/kWh，稀土锂硫电池价格590元人民币/kWh，合86美元/kWh。据悉，稀土锂硫电池将在2012年开始批量生产。