Ouyang Minggao sagte, dass die Lithiumbatterietechnologie in China, Japan und Südkorea ein führendes Lager ist

Der Aufstieg der Batterieunternehmen hat eine gewisse technische Grundlage für die Revolution der Elektrofahrzeuge in China gelegt. Um jedoch Deutschland und Japan wirklich einholen zu können, braucht die Elektrofahrzeugindustrie weitere technologische Durchbrüche und eine rechtzeitige Industrialisierung

China steht kurz vor dem zehnten Jahr der Entwicklung von Elektrofahrzeugen. Als Batterie des Elektroautoherzens erschien sein Industriemuster als Eisfeuer-Doppelhimmel.

Im Jahr 2017 hatten Shenzhen Watma Battery Co., LTD., Das fünftgrößte und nach Umsatzvolumen drittgrößte Energiebatterieunternehmen Chinas, und seine Muttergesellschaft Jianruihuaneng (300116.sz) Anfang April einen Schuldenstand von 2 Milliarden Yuan. mit einer Gesamtverschuldung von 22,138 Milliarden Yuan. Darüber hinaus haben viele kleine und mittlere Unternehmen für Strombatterien unter Kostendruck geschlossen. Ningde New Energy Technology Co., LTD. (im Folgenden als CATL bezeichnet), das weltweit größte Vertriebsunternehmen für Strombatterien im Jahr 2017, hielt Anfang April erfolgreich ein Treffen mit einem geschätzten Wert von mehr als 130 Milliarden Yuan ab.

Neben der internen Umstrukturierungssituation ist auf dem Weltmarkt ein starkes Umfeld für japanische und koreanische Unternehmensgruppen in der Wettbewerbslandschaft die Wettbewerbsfähigkeit Chinas für neue Energiefahrzeuge? Gibt es eine Chance, in einer Kurve zu überholen? Ouyang Minggao, ein Akademiker der chinesischen Akademie der Wissenschaften und stellvertretender Vorstandsvorsitzender des Verbandes für Elektrofahrzeuge in ganz China, sagte kürzlich gegenüber Caijing, dass Chinas Endergebnis für Elektrofahrzeugtechnologie gebildet worden sei. Kann den Boden der Lithium-Eisenphosphat-Batterie in eine neue Generation von Lithium-Ionen-Batterien zurückführen.

China Power Battery Angriff und Verteidigung

F: Wie ist der Entwicklungspfad von Power-Batterien in China?

Ouyang ming-gao: Der 11. Fünfjahresplan konzentriert sich auf die Entwicklung einer Lithium-Eisenphosphat-Lithium-Positivionen-Batterie, der 12. Fünfjahresplan konzentriert sich auf die Entwicklung einer ternären positiven Lithium-Ionen-Batterie, der 13. Fünfjahresplan konzentriert sich auf die Entwicklung einer ternären positiven Elektrode mit hohem Nickelgehalt und einer negativen Lithiumionenbatterie mit Siliziumkohlenstoffnegativ.

F: Ist die heimische Forschung zu Lithium-Eisenphosphat-Batterien ausgereift? Welche Vor- und Nachteile haben ternäre Lithiumbatterien gegenüber Lithiumeisenphosphat?

Ouyang: Lithium-Eisenphosphat-Batterien sind das technologische Endergebnis der Revolution der Elektroautos. Obwohl die spezifische Kapazität geringer ist als bei Lithium-Ionen-Batterien, verfügt die Lithium-Eisenphosphat-Batterie über ausgereifte Technologie, reichlich vorhandene Materialien, kontrollierbare Kosten und hohe Sicherheit. Gegenwärtig hat die fortschrittliche Lithium-Eisenphosphat-Batterie im Elektroauto des Tengsey eine kontinuierliche Reichweite von 500 Kilometern erreicht, wobei sowohl Sicherheit als auch Wirtschaftlichkeit berücksichtigt wurden.

Lithiumeisenphosphat und ternäres Material sind verschiedene Anodenmaterialien für Lithiumbatterien. Ternäre Lithiumbatterien erzielen eine höhere spezifische Energie, es gibt jedoch immer noch Probleme wie Sicherheit, Rohstoffkosten und Lebensdauer. Die technische Schwelle wird angehoben, um den technologischen Fortschritt zu fördern, und die Sicherheitsanforderungen für Lithium-Ionen-Batterien sind ebenfalls höher.

F: Die ternäre Lithiumbatterie wird jetzt als Hauptstrombatterielinie angesehen. Viele Unternehmen haben sich der Herstellung von ternären Lithiumbatterien mit höherer Energiedichte und komplizierterer Technologie zugewandt. Wie ist der Status Quo der ternären Lithiumbatterietechnologie in China? Was sind die Schwierigkeiten?

Ouyang ming-gao: Derzeit hat die NCM811 + Silikokohlenstoff-Negativ-Lithium-Ionen-Batterie eine spezifische Energie von 300 Wattstunden / kg bei der Forschung und Entwicklung von Batterieproben, aber die Sicherheit, insbesondere die Überladungssicherheit, ist eine große Herausforderung. Im Jahr 2020 könnte die Kombination aus 811-Anode, Silizium-Kohlenstoff-Anode und flüssigem Elektrolyten zum Hauptprodukt werden (einige japanische und koreanische Batterieexperten halten die 622-Anode unter dem Gesichtspunkt eines umfassenden Leistungsgleichgewichts für eine bessere Wahl).

Es ist nicht schwer, das Ziel von 300 Wattstunden / kg bis 2020 zu erreichen. Der Kern ist, sobald die Industrialisierung der großtechnischen Produktionsimplementierung, der Rohstoffe und des Produktionsprozesses den Bedarf decken kann. Nach der Industrialisierung der Lithium-Ionen-Batterie 811 ist sie auf Anodenmaterialien beschränkt. Aus industrieller Sicht wird es sehr schwierig sein, eine spezifische Energie von 350 Wattstunden / kg zu erreichen.

F: Ist High Nickel ein Trend?

Ouyang Minggao: Hoher Nickelgehalt ist derzeit ein Trend, vor allem die Abhängigkeit von Kobalt zu verringern, um die Kosten kontrollierbar zu machen. Der Rückgang des Kobaltverbrauchs ist ein unvermeidlicher Trend.

F: Wird China dem Weg der japanischen Panasonic folgen? Zum Beispiel die Entwicklung der Lithiumbatterie Zylinder 18650 811.

Ouyang Minggao: Panasonic 18650 Aufgrund der geringen Kapazität ist es einfacher, einen hohen spezifischen Energieindex zu erreichen. Eine kleine Batterie kann das Problem von Materialunebenheiten und Polarisation nach der Volumenverstärkung vermeiden. Da der Elektrolyt jedoch leicht trocknet, ist seine Lebensdauer relativ kurz. Aber China wird nicht blindlings dem Weg von panasonic folgen und verschiedene Materialien wählen. China ist Nickel-Kobalt-Mangan, Panasonic ist Nickel-Kobalt-Aluminium. Die Sicherheit von Nickel-Kobalt-Aluminium ist nicht gut kontrolliert und Mangan ist relativ stabiler.

F: Werden Lithium-Ionen-Batterien mittelfristig der Mainstream sein?

Ouyang Minggao: lithium-ionen-akku werden mittelfristig immer das Hauptprodukt sein, das sich nicht leicht umkippen lässt. Positiv, Negativ und Elektrolyt können sich jedoch ändern. Darüber hinaus bleibt aufgrund der Unsicherheit von Lithiumluft und Lithiumschwefel die Aussicht auf eine Industrialisierung im Automobilbereich abzuwarten.

Vor- und Nachteile der chinesischen Lithiumbatterietechnologie

F: China, Japan und der Rok haben das Recht, über die globale Lithiumkraft zu sprechen. Wie ist es passiert?

Ouyang Ming-Gao: Hauptsächlich, weil China, Japan und Südkorea alle über die industrielle Basis von Lithiumbatterien verfügen. Es versteht sich von selbst, dass Chinas industrielle Basis von der Handybatterie ausgeht. Als die Lithiumbatterietechnologie auf den Markt kam, arbeiteten die meisten Automobilunternehmen der Welt an Brennstoffzellen, nicht an Kraftzellen. China konzentriert sich zu Beginn ebenfalls auf Brennstoffzellen, aber es gibt eine große Lücke zwischen den USA und Japan bei Grundmaterialien und Membranelektroden, da es keine industrielle Basis für Brennstoffzellen gibt. Später, nach wiederholtem Vergleich der industriellen Vorteile im Inland und der Eigenschaften des Transportsystems, wurde die Strategie des "rein elektrischen Antriebs" mit Lithiumbatterien vorgeschlagen. Nur so befand sich das Unternehmen endgültig im selben Lager wie Japan und Südkorea und übernahm weltweit die Führung bei der Industrialisierung von Elektrofahrzeugen mit neuer Energie.

Europa und die Vereinigten Staaten sind jetzt sehr schwierig, große Lithium-Elektrizitätsunternehmen zu erscheinen, hauptsächlich wegen des späten Starts und der schwachen industriellen Basis.

F: Warum fördert Chinas industrieller Vorteil und sein Transportsystem die Entwicklung von Lithiumbatterien?

Ouyang Minggao: Toyota aus Japan hat Hybridantriebe auf der Basis von Kraftstoffmotoren entwickelt. Zu dieser Zeit formulierte Toyota die ersten beiden Fünfjahrespläne für Chinas neue Energiefahrzeuge, und es folgte auch, dass Toyota Hybridantrieb als Schwerpunkt der Entwicklung nahm. Die heimischen Automobilunternehmen investierten viel Energie in die Forschung und Entwicklung von Hybridantrieb. Bis 2008 war der Demonstrationseffekt von inländischen Hybrid-Elektrofahrzeugen, insbesondere Hybrid-Elektroautos, nicht zufriedenstellend.

Gleichzeitig gelang der Lithium-Ionen-Batterietechnologie nach 2007 ein Durchbruch, eine kurze Zeitspanne, um die Nimh-Batterie zu ersetzen, die Entwicklung von rein elektrischer ist möglich. Bei Toyotas Umstellung von Hybriden auf Brennstoffzellen geht es darum, die Messlatte für Technologie höher zu legen und sich einen Wettbewerbsvorteil zu sichern.

Chinas Verkehrssystem basiert auf Elektromobilität. Hochgeschwindigkeitszüge, E-Bikes und öffentliche Verkehrsmittel haben die Merkmale der Elektromobilität in der chinesischen Gesellschaft geprägt. Gleichzeitig ist die reine Technologie zur Integration von Elektrofahrzeugen relativ einfach, sodass China für reinen Strom geeignet ist. Technischer Durchbruch und Anwendungsszene passen, was der Hauptgrund für die schnelle Entwicklung von reinem Strom ist.

F: Wie hoch ist Chinas weltweite Talentreserve und Forschung für Lithiumbatterien?

Ouyang Ming-Gao: Ich habe ein Material gelesen. In den letzten 10 Jahren gab es ungefähr 1 Million internationale Artikel zur Materialforschung. China und Taiwan machen 40% der Gesamtmenge aus. Die meisten Menschen, die in den USA Batterien studieren, sind ebenfalls Chinesen. Chinas Talente für Lithiumbatteriereserven und großes Forschungspotential.

F: Ist Chinas High-End-Lithiumbatteriekapazität nicht ausreichend?

Ouyang Minggao: High-End-Produktionskapazitäten sind ein häufiges Problem, mit dem alle Branchen in China konfrontiert sind. Chinas Batterieindustrie verfügt jedoch über einen hohen Anteil an High-End-Talenten und aktiven technologischen Innovationen. Ningde zum Beispiel hatte einen Wert von 20 Milliarden US-Dollar pro Jahr mit mehr als 100 PHDS. Im Vergleich zu einigen inländischen Automobilunternehmen beträgt der jährliche Produktionswert von 500 Milliarden Yuan nur 50. Eine derart hohe Talentstruktur und ein derart hoher Anteil unterscheiden sich grundlegend von anderen Branchen.

F: Derzeit weist die heimische Lithiumbatterieindustrie eine geringe Konsistenz auf. Wird es Industriestandards geben?

Ouyang Minggao: Chinas Lithiumbatteriestandards haben strenge Sicherheitsstandards und klare Indikatoren. Der kürzlich verabschiedete internationale Standard für Lithiumbatterien basiert auf dem chinesischen Standard. Die Sicherheit und spezifische Energie von Lithiumbatterien ist ein Widerspruch. Mit der Entwicklung von Technologie und Technologie werden Lithiumbatterieunternehmen die technische Schwelle verbessern, indem sie den spezifischen Energieindex verbessern. Spezifische Energie ist ein wichtiger und wirksamer Stab, um die Änderung der Produktionskapazitätsstruktur anzupassen, und Low-End-Produktionskapazitäten auf dem Markt werden mit Sicherheit beseitigt.

F: Die Ningde-Ära hat weltweit große Aufträge von Volkswagen und Mercedes erhalten, und die Preise sind um LG6 Prozent höher. Warum sind ausländische Autohersteller bereit, für chinesische Batterien eine Prämie zu zahlen?

Ouyang Minggao: Erstens ist die Produktqualität der Ningde-Ära gleich LG und manchmal sogar besser als LG. Zweitens gibt es in Europa keine großen Lithiumproduzenten. Drittens ist China der größte Binnenmarkt, auf den beispielsweise 40 Prozent des weltweiten Umsatzes von vw entfallen. Schließlich ist Chinas Lithiumbatterie-Industriekette vollständiger als die Südkoreas, und sein industrieller Maßstab und sein Entwicklungspotential sind ebenfalls höher als die Südkoreas.

Batterie der nächsten Generation, die das Büro brechen kann

Fragen Sie: Derzeit ist das beliebteste 3-Yuan-Positivpolmaterial eine reichhaltige Lithium-Mangan-Basis. Warum wird es zu einem Hot Spot. Welche Vor- und Nachteile gibt es?

Ouyang Minggao: Lithium - Mangan - reiche Anodenmaterialien sind heute ein globaler Forschungs-Hotspot. Die theoretische Entladekapazität von lithiumreichem Anodenmaterial ist hoch und kann über 400 mAh / g erreichen, und die spezifische Energie der Batterie kann über 400 Wattstunden / kg erreichen. Gleichzeitig kann die Abhängigkeit von Kobalt und Nickel verringert und die Kosten, insbesondere von Kobalt, gesenkt werden. Kürzlich hat Professor Xia Dingguo von der Peking-Universität im Labor eine 400-mAh / g-positive Elektrode synthetisiert, aber die Lebensdauer von Lithium-Mangan-reichen Batterien ist relativ kurz.

Jetzt im In- und Ausland haben 300 Wattstunden / kg Lithium-Mangan-reiche lithium-batterie hergestellt, aber die Lebensdauer von Hunderten von Malen, kann nicht die Anforderungen des Autos erfüllen, muss weiter hart arbeiten. Die reichhaltige Spannungsdämpfung der reichhaltigen Lithium-Mangan-Basis selbst ist schnell, in dem Material muss nach einer Verbesserung gesucht werden. Zweitens müssen Sie die lithiumreiche Manganbase mit einem Elektrolyten mit einem breiteren Spannungsbereich wie einem Festkörper abgleichen.

F: Gibt es einen Zeitplan für die Industrialisierung von Lithiummangan?

Ouyang Minggao: Im Rahmen des nationalen Sonderprojekts wird die Industrialisierung von 811 ternären Lithiumbatterien bis 2020 realisiert. Gleichzeitig wird die lithiummanganreiche Basis weiterhin Grundlagenforschung betreiben. Da relevante Projekte noch nicht abgeschlossen sind, kann der genaue Zeitpunkt für die Industrialisierung derzeit nicht bestimmt werden und wird voraussichtlich um 2025 liegen.

Zu diesem Zeitpunkt sollte der zu erwartende umfassende Vergleich von Lithiumbatterien mit lithiumreichem Material gleich oder sogar besser als 811 sein, und die spezifische Energie sollte höher als 811 sein. Die Haltbarkeit ist der Schlüsselfaktor für den Vergleich. Wenn die Haltbarkeit erfolgreich verbessert werden kann, wird das lithiumreiche Material zu einer neuen Art von Anodenmaterial für die Industrialisierung von Lithiumbatterien.

F: Automobilunternehmen werden solide und alle Festkörperbatterien als nächster Forschungs- und Entwicklungsschwerpunkt, Forschungs- und Entwicklungsschwierigkeiten sein?

Ouyang Minggao: Obwohl die Erforschung von Festelektrolyten ein heißes Thema war, besteht der Kern der Vollfestbatterie darin, das Grenzflächenproblem zwischen Feststoff und Feststoff zu lösen. Derzeit muss noch flüssiger Elektrolyt hinzugefügt werden. In den nächsten 5 bis 10 Jahren wird der Anteil an flüssigem Elektrolyt allmählich abnehmen, was einen Trend von teilweise fest zu halbfest und vollständig fest zeigt. Es wird nahezu fest sein, wenn nicht ganz fest.

Sobald der Festkörper entwickelt ist, hat er nicht nur eine höhere Sicherheit, sondern verändert auch die Batteriepraxis vollständig. Da der Feststoff das Kurzschlussproblem der Flüssigkeitsbatterie löst, kann die Batterie intern in Reihe geschaltet werden, um die spezifische Energie zu verbessern. Gegenwärtig sollte die spezifische Energie so weit wie möglich gefördert werden, um eine lange Lebensdauer zu gewährleisten, und Festkörperbatterien können auch schnell aufgeladen werden. Viele verwandte Forschungseinrichtungen und Unternehmen in China untersuchen Festkörper-Lithiumbatterietechnologie.

F: Wie ist der Forschungsstatus und die Planung für Festkörperbatterien in Japan?

Herr Ouyang: Toyota aus Japan hat Festkörper-Lithium-Ionen-Batterien gezeigt und sie sagen, dass sie bis 2022 oder 2023 industrialisiert werden. Aber die spezifische Energie ist nach der Industrialisierung immer noch nicht gestiegen, so dass die spezifische Energie auch nicht zu hoch sein wird .

Können Brennstoffzellen Lithiumbatterien ersetzen?

F: Was sind die Hauptprobleme bei der Entwicklung von Brennstoffzellen aus reinem Strom?

Ouyang Minggao: Chinas Brennstoffzellenforschung hat große Fortschritte gemacht, Brennstoffzellenfahrzeuge auf dem lokalen Markt haben mit der Industrialisierung begonnen. Optimierung der Leistung des Brennstoffzellensystems, um 2025 wird die Technologie relativ ausgereift sein können, wenn die Implementierung der Massenproduktion die Kosten ebenfalls senken wird.

Gegenwärtig sollte der Wasserstoff-Energietechnologie, dh dem Wasserstoff-Front-End-Kraftstoff, wie Produktion, Transport, Lagerung, Komprimierung und anderen Verbindungen, mehr Aufmerksamkeit gewidmet werden. Bisher lag der Schwerpunkt auf dem Brennstoffzellensystem selbst. Die mit Wasserstoff verbundene Technologie und Infrastruktur ist jedoch nicht ideal. Beispielsweise weist die integrierte Wasserstoffspeichertechnologie die folgenden Probleme auf: hohe Kosten für Kohlenstofffasern, geringes Gewicht der Wasserstoffspeicherung und großer Energieverlust. Daher besteht der Schlüssel darin, die Grundlagenforschung und technologische Entwicklung im Zusammenhang mit Wasserstoff zu vertiefen sowie die entsprechende Infrastruktur aufzubauen.

F: Sehen die politischen Entscheidungsträger die Entwicklung von Brennstoffzellen ohne Reduzierung der Brennstoffzellensubventionen als realistischer an?

Ouyang Minggao: Aus Sicht des gesamten nationalen Energiesystems (nicht nur aus Sicht des Fahrzeuggebrauchs) muss die Wasserstoff-Brennstoffzellentechnologie die Entwicklung wirklich beschleunigen, was den Bedürfnissen der chinesischen Energiewende entspricht. Wenn der Energiebedarf ein bestimmtes Niveau erreicht, können Lithiumbatterien diesen nicht erfüllen.

Ich bin aber auch nicht einverstanden mit der Behauptung, dass Wasserstoff die "ultimative Energiequelle" ist und dass Wasserstoff-Brennstoffzellenfahrzeuge die "ultimativen grünen Fahrzeuge" sind. Wasserstoff und Elektrizität sind Energieträger, und es gibt kein "ultimatives". Kleinere Autos benötigen weniger Energie und Lithiumbatterien könnten eine größere Rolle spielen. Bei neuen Energiefahrzeugen werden Verbrennung und reine Elektrizität daher in Zukunft symbiotisch nebeneinander existieren.

F: Wie hoch ist in Zukunft die Kostenbilanz zwischen Brennstoffzellen und reinen Elektrofahrzeugen für Personenkraftwagen?

Ouyang Minggao: Einige Studien legen nahe, dass bis 2025 bei Fahrzeugen über dem mittleren Niveau die Reichweite von 350 Kilometern zum Gleichgewichtspunkt zwischen Brennstoffzellenfahrzeugen und batterieelektrischen Fahrzeugen werden kann. Bei mehr als 350 Kilometern sind die Brennstoffzellenkosten besser. Innerhalb von 350 Kilometern ist der Vorteil der Lithiumbatterie stärker.

Gegenwärtig kann Chinas entwickeltes Hochgeschwindigkeitsnetz die Bedürfnisse des Fernverkehrs der Menschen vollständig erfüllen, so dass es nicht viele Erneuerungen von Elektrofahrzeugen mit extrem großer Reichweite gibt. Wenn sich in Zukunft Wasserstoff bis zu einem gewissen Grad entwickelt, kann die Brennstoffzelle als Range Extender für Lithium-Ionen-Batterien verwendet werden, wodurch die Laufleistung erhöht und der Batterieverbrauch durch elektrisches Mischen gesenkt werden kann.

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