Ouyang minggao dijo que la tecnología de baterías de litio de China, Japón y Corea del Sur es un campo líder

El auge de las empresas de baterías ha sentado una cierta base técnica para la revolución de los vehículos eléctricos en China, pero para alcanzar realmente a Alemania y Japón, la industria de los vehículos eléctricos necesita más avances tecnológicos y una industrialización oportuna.

China está a punto de entrar en su décimo año de desarrollo de vehículos eléctricos. Como batería de energía del corazón del coche eléctrico, su patrón industrial apareció como el doble cielo de fuego de hielo.

En 2017, shenzhen watma battery co., LTD., La quinta compañía de baterías de energía más grande del mundo y la tercera más grande de China por volumen de ventas, y su empresa matriz jianruihuaneng (300116.sz) incumplieron 2 mil millones de yuanes de deuda a principios de abril. con una deuda total de hasta 22138 millones de yuanes. Además, muchas empresas pequeñas y medianas de baterías de energía han cerrado bajo la presión de los costos. Por otro lado, ningde new energy technology co., LTD. (en lo sucesivo, CATL), la empresa de ventas de baterías eléctricas más grande del mundo en 2017, celebró con éxito una reunión a principios de abril, con un valor estimado de más de 130.000 millones de yuanes.

Además de la situación de reorganización interna, en el mercado global grupo empresarial japonés y coreano fuerte entorno en el panorama competitivo, la competitividad de vehículos de nueva energía de China? ¿Existe alguna posibilidad de adelantar en una curva? Ouyang minggao, académico de la academia de ciencias de China y vicepresidente ejecutivo de la asociación de vehículos eléctricos de toda China, dijo recientemente a caijing que se ha formado la línea de fondo de la tecnología de vehículos eléctricos de China. Puede devolver la parte inferior de la batería de fosfato de hierro y litio a una nueva generación de baterías de iones de litio.

China power batería ataque y defensa

P: ¿cuál es el camino de desarrollo de las baterías eléctricas en China?

Ouyang ming-gao: el undécimo plan quinquenal se centra en el desarrollo de una batería de iones positivos de litio y fosfato de hierro y litio, el duodécimo plan quinquenal se centra en el desarrollo de una batería ternaria de iones de litio positiva, el decimotercer plan quinquenal se centra en el desarrollo de electrodo positivo ternario de níquel alto + batería de iones de litio negativa de carbono de silicio.

P: ¿Está madura la investigación nacional sobre baterías de fosfato de hierro y litio? ¿Cuáles son las ventajas y desventajas de las baterías ternarias de litio en comparación con el fosfato de hierro y litio?

Ouyang: las baterías de fosfato de hierro y litio son la base tecnológica de la revolución del automóvil eléctrico. Aunque la capacidad específica es menor que la batería de iones de litio, la batería de fosfato de hierro y litio tiene tecnología madura, abundantes materiales, costo controlable y alta seguridad. En la actualidad, la avanzada batería de fosfato de hierro y litio ha alcanzado una autonomía de conducción continua de 500 kilómetros en el coche eléctrico del tengsey, teniendo en cuenta tanto la seguridad como la economía.

El fosfato de hierro y litio y el ternario son diferentes materiales de ánodo de la batería de litio. La batería de litio ternaria alcanza una energía específica más alta, pero aún existen problemas como la seguridad, el costo de la materia prima y la vida útil. El umbral técnico se eleva para fomentar el progreso tecnológico, y los requisitos de seguridad para las baterías de iones de litio también son más altos.

P: la batería de litio ternaria ahora se considera una línea de batería de energía principal. Muchas empresas han recurrido a la producción de baterías ternarias de litio con mayor densidad de energía y tecnología más complicada. ¿Cuál es el status quo de la tecnología de baterías ternarias de litio en China? Cuales son las dificultades?

Ouyang ming-gao: en la actualidad, la batería de iones de litio negativo de silicocarbono NCM811 + tiene una energía específica de 300 vatios-hora / kg en la investigación y desarrollo de muestras de baterías, pero la seguridad, especialmente la seguridad de sobrecarga, es un gran desafío. En 2020, la combinación de ánodo 811, ánodo de silicio-carbono y electrolito líquido puede convertirse en el producto principal (algunos expertos en baterías japoneses y coreanos piensan que el ánodo 622 puede ser una mejor opción desde la perspectiva de un equilibrio integral de rendimiento).

No es difícil alcanzar el objetivo de 300 vatios-hora / kg para 2020. El núcleo es una vez que la industrialización de la implementación de la producción a gran escala, las materias primas, el proceso de producción puede satisfacer la demanda. Después de la industrialización de la batería de iones de litio 811, se limita a los materiales del ánodo. Desde una perspectiva industrial, será muy difícil lograr 350 vatios-hora / kg de energía específica.

P: ¿el níquel alto es una tendencia?

Ouyang minggao: el níquel alto es una tendencia en la actualidad, principalmente para reducir la dependencia del cobalto, a fin de hacer que el costo sea controlable. La disminución del uso de cobalto es una tendencia inevitable.

P: ¿China seguirá el camino del panasonic de Japón? Por ejemplo, el desarrollo de la batería de litio del cilindro 18650811.

Ouyang minggao: panasonic 18650 debido a la pequeña capacidad, es más fácil lograr un alto índice de energía específico. La batería pequeña puede evitar el problema de la irregularidad del material y la polarización después de la amplificación del volumen. Pero debido a que el electrolito se seca fácilmente, su vida útil es relativamente corta. Pero China no seguirá ciegamente el camino de Panasonic y elegirá diferentes materiales. China es manganeso de níquel-cobalto, panasonic es aluminio de níquel-cobalto. La seguridad del níquel-cobalto-aluminio no está bien controlada y el manganeso es relativamente más estable.

P: ¿Las baterías de iones de litio serán la corriente principal a medio plazo?

Ouyang minggao: la batería de iones de litio siempre será el producto principal a medio plazo, que no se volcará fácilmente. Pero los electrolitos positivos, negativos y pueden cambiar. Además, debido a la incertidumbre del aire de litio y el azufre de litio, queda por ver la perspectiva de industrialización en el campo automotriz.

Ventajas y desventajas de la tecnología de baterías de litio de China

PREGUNTA: China, Japón y la República de China tienen derecho a hablar sobre la energía mundial del litio. ¿Cómo pasó esto?

Ouyang ming-gao: principalmente porque China, Japón y Corea del Sur tienen la base industrial de la batería de litio. No hace falta decir que la base industrial de China comienza con la batería del teléfono celular. Cuando apareció la tecnología de las baterías de litio, la mayoría de las empresas automovilísticas del mundo trabajaban con pilas de combustible, no con pilas de energía. China también se está enfocando en las celdas de combustible al principio, pero existe una gran brecha entre los Estados Unidos y Japón en materiales básicos y electrodos de membrana porque no existe una base industrial relacionada con las celdas de combustible. Posteriormente, tras comparar repetidamente las ventajas industriales nacionales y las características del sistema de transporte, se propuso la estrategia de "propulsión eléctrica pura" con batería de litio. Solo de esta manera, la compañía finalmente estuvo en el mismo campo con Japón y Corea del Sur, y tomó el liderazgo en la industrialización de vehículos eléctricos de nueva energía en el mundo.

Europa y los Estados Unidos ahora es muy difícil de aparecer grandes empresas de electricidad de litio, principalmente debido al inicio tardío, base industrial débil.

P: ¿Por qué la ventaja industrial y el sistema de transporte de China favorecen el desarrollo de la batería de litio?

Ouyang minggao: Toyota de Japón ha estado desarrollando energía híbrida sobre la base del motor de combustible. En ese momento, Toyota estaba formulando los dos primeros planes quinquenales de los vehículos de nueva energía de China, y también siguió que Toyota tomó la energía híbrida como el foco de desarrollo. Las empresas automotrices de la red troncal nacional invirtieron mucha energía en la investigación y el desarrollo de energía híbrida. En 2008, el efecto de la operación de demostración de los vehículos eléctricos híbridos domésticos, especialmente los vehículos eléctricos híbridos, no fue satisfactorio.

Al mismo tiempo, la tecnología de la batería de iones de litio después de 2007 hizo un gran avance, un corto período de tiempo para reemplazar la batería nimh, el desarrollo de la electricidad pura es posible. El paso de Toyota de los híbridos a las pilas de combustible se trata de elevar el listón de la tecnología y asegurar una ventaja competitiva.

El sistema de transporte de China se basa en la movilidad eléctrica. El tren de alta velocidad, las bicicletas eléctricas y el transporte público electrónico han formado las características de la movilidad eléctrica en la sociedad china. Al mismo tiempo, la tecnología pura de integración de vehículos eléctricos es relativamente fácil, por lo que China es adecuada para la electricidad pura. El avance técnico y el ajuste de la escena de la aplicación, que es la razón principal del rápido desarrollo de la electricidad pura.

P: ¿Cuál es el nivel de investigación y reserva de talentos de baterías de litio de China en el mundo?

Ouyang ming-gao: He leído un material. En los últimos 10 años, ha habido alrededor de 1 millón de artículos internacionales sobre investigación de materiales. China y Taiwán representan el 40% del total. La mayoría de las personas que estudian baterías en Estados Unidos también son chinas. Los talentos de reserva de baterías de litio de China y su gran potencial para la investigación.

P: ¿la capacidad de la batería de litio de alta gama de China es insuficiente?

Ouyang minggao: la capacidad de producción de alta gama es un problema común que enfrentan todas las industrias en China. Sin embargo, la industria de baterías de China tiene una alta proporción de talentos de alto nivel e innovación tecnológica activa. Ningde, por ejemplo, valía $ 20 mil millones al año, con más de 100 PHDS. En comparación con algunas compañías automotrices nacionales, el valor de producción anual de 500 mil millones de yuanes es sólo 50. Una estructura y proporción de talento tan alto es completamente diferente de otras industrias.

P: en la actualidad, la industria nacional de baterías de litio tiene una consistencia baja. ¿Habrá estándares de la industria?

Ouyang minggao: los estándares de baterías de litio de China tienen estrictos estándares de seguridad e indicadores claros. El estándar internacional para baterías de litio adoptado recientemente se basa en el estándar chino. La seguridad y la energía específica de la batería de litio es una contradicción. Con el desarrollo de tecnología y tecnología, las empresas de baterías de litio mejorarán el umbral técnico mejorando el índice energético específico. La energía específica es un bastón importante y eficaz para ajustar el cambio de la estructura de la capacidad de producción, y la capacidad de producción de gama baja en el mercado ciertamente será eliminada.

P: la era ningde ha recibido grandes pedidos globales de Volkswagen y Mercedes, y los precios son un 6 por ciento más altos. ¿Por qué los fabricantes de automóviles extranjeros están dispuestos a pagar más por las baterías chinas?

Ouyang minggao: en primer lugar, la calidad del producto de ningde era es igual a la de LG y, a veces, incluso mejor que la de LG. En segundo lugar, no hay grandes productores de litio en Europa; En tercer lugar, China es su mercado único más grande y representa, digamos, el 40 por ciento de las ventas globales de vw. Finalmente, la cadena de la industria de baterías de litio de China es más completa que la de Corea del Sur, y su escala industrial y su potencial de desarrollo también son más altos que los de Corea del Sur.

Batería de próxima generación que puede romper la oficina

Pregunte: en la actualidad, el material de polo positivo de 3 yuanes más popular es una rica base de manganeso de litio, ¿por qué se convierte en un punto caliente, qué ventajas y desventajas existen?

Ouyang minggao: materiales de ánodo ricos en litio, manganeso, es ahora un punto de acceso de investigación global. La capacidad de descarga teórica del material de ánodo rico en litio es alta, que puede alcanzar más de 400 mAh / gy la energía específica de la batería puede alcanzar más de 400 vatios-hora / kg. Al mismo tiempo, puede reducir la dependencia del cobalto y el níquel y reducir el costo, especialmente el cobalto. Recientemente, el profesor xia dingguo de la Universidad de Pekín sintetizó un electrodo positivo de 400 mAh / g en el laboratorio, pero la vida útil de las baterías ricas en litio y manganeso es relativamente corta.

Ahora, en el hogar y en el extranjero, se han fabricado 300 vatios-hora / kg de batería de litio rica en manganeso y litio, pero la vida útil de cientos de veces no puede cumplir con los requisitos del automóvil, es necesario seguir trabajando duro. La propia base de manganeso de litio rica en atenuación de voltaje es rápida, en el material necesita buscar la mejora. En segundo lugar, debe hacer coincidir la base de manganeso rica en litio con un electrolito con un rango de voltaje más amplio, como un estado sólido.

P: ¿Existe un calendario para la industrialización del litio manganeso?

Ouyang minggao: en el proyecto especial nacional, la industrialización de 811 baterías ternarias de litio se realizará en 2020. Al mismo tiempo, la base rica en litio-manganeso continuará realizando investigación básica. Debido a que los proyectos relevantes aún no se han concluido, el momento exacto para la industrialización no se puede determinar en este momento, y se espera que sea alrededor de 2025.

En ese momento, la comparación completa de la batería de litio de material rico en litio que se espera debe ser igual o incluso mejor que 811, y la energía específica debe ser superior a 811. La durabilidad es el factor clave para la comparación. Si la durabilidad se puede mejorar con éxito, el material rico en litio se convertirá en un nuevo tipo de material de ánodo para la industrialización de baterías de litio.

P: ¿Las empresas automotrices serán sólidas y todas las baterías de estado sólido como el próximo enfoque de investigación y desarrollo, dificultades de investigación y desarrollo?

Ouyang minggao: aunque la investigación del electrolito sólido ha sido un tema candente, el núcleo de la batería totalmente sólida es resolver el problema de la interfaz entre sólido y sólido, todavía es necesario agregar electrolito líquido. En los próximos 5 a 10 años, la proporción de electrolito líquido disminuirá gradualmente, mostrando una tendencia de sólido parcial a semisólido y totalmente sólido. Será casi todo sólido, si no todo sólido.

Una vez que se desarrolle todo el estado sólido, no solo tendrá una mayor seguridad, sino que también cambiará por completo la práctica de la batería. Debido a que el sólido resuelve el problema de cortocircuito de la batería líquida, la batería se puede conectar en serie internamente para mejorar la energía específica. En la actualidad, la energía específica debe promoverse en la medida de lo posible con la premisa de garantizar la durabilidad, y las baterías de estado sólido también tienen el potencial de carga rápida. Muchas instituciones y empresas de investigación relacionadas en China están estudiando la tecnología de baterías de litio de estado sólido.

P: ¿cuál es el estado de la investigación y la planificación de las baterías de estado sólido en Japón?

Sr. Ouyang: Toyota de Japón ha mostrado baterías de iones de litio de estado sólido, y dicen que se industrializarán en 2022 o 2023. Pero la energía específica aún no aumentó, después de la industrialización, por lo que la energía específica tampoco será demasiado alta. .

¿Pueden las pilas de combustible reemplazar las baterías de litio?

P: ¿Cuáles son los principales problemas en el desarrollo de pilas de combustible a partir de electricidad pura?

Ouyang minggao: la investigación de celdas de combustible de China ha avanzado mucho, los vehículos de celdas de combustible en el mercado local han comenzado a industrializarse. Optimización del rendimiento del sistema de pila de combustible, alrededor de la tecnología 2025 podrá madurar relativamente, si la implementación de la producción en masa, el costo también se reducirá.

En la actualidad, se debe prestar más atención a la tecnología de la energía del hidrógeno, es decir, al combustible de hidrógeno de primera línea, como la producción, el transporte, el almacenamiento, la compresión y otros enlaces. Hasta ahora, la atención se ha centrado en el propio sistema de pilas de combustible. Pero la tecnología y la infraestructura asociadas con el hidrógeno no son ideales. Por ejemplo, la tecnología de almacenamiento de hidrógeno a bordo tiene los siguientes problemas: alto costo de la fibra de carbono, bajo peso del almacenamiento de hidrógeno y gran pérdida de energía. Por tanto, la clave está en profundizar en la investigación básica y el desarrollo tecnológico relacionado con la energía del hidrógeno, así como en la construcción de la infraestructura relacionada.

P: sin una reducción en los subsidios a las pilas de combustible, ¿los legisladores ven el desarrollo de las pilas de combustible como más realista?

Ouyang minggao: desde la perspectiva de todo el sistema energético nacional (no solo desde la perspectiva del uso de vehículos), la tecnología de celdas de combustible de hidrógeno realmente necesita acelerar el desarrollo, que está en línea con las necesidades de la revolución energética de China. Si el requisito de energía alcanza un cierto nivel, las baterías de litio no pueden cumplirlo.

Pero también estoy en desacuerdo con la afirmación de que el hidrógeno es la "fuente de energía máxima" y que los vehículos de pila de combustible de hidrógeno son los "vehículos ecológicos definitivos". El hidrógeno y la electricidad son portadores de energía y no existe un "máximo". Los automóviles más pequeños requieren menos energía y las baterías de litio podrían desempeñar un papel más importante. Por lo tanto, en lo que respecta a los vehículos de nueva energía, la combustión y la electricidad pura coexistirán simbióticamente en el futuro.

P: ¿Cuál es el equilibrio de costes entre las pilas de combustible y los vehículos eléctricos puros en el futuro para los turismos?

Ouyang minggao: algunos estudios sugieren que para 2025, para los automóviles por encima del nivel intermedio, la autonomía de 350 kilómetros puede convertirse en el punto de equilibrio entre los vehículos de pila de combustible y los vehículos eléctricos de batería. Más de 350 kilómetros, el costo de la pila de combustible es mejor; En 350 kilómetros, la ventaja de la batería de litio es más fuerte.

En la actualidad, la red ferroviaria de alta velocidad desarrollada por China puede satisfacer plenamente las necesidades de los viajes de larga distancia de las personas, por lo que no hay muchas renovaciones de vehículos eléctricos de alcance ultralargo. En el futuro, cuando la energía del hidrógeno se desarrolle hasta cierto punto, la celda de combustible se puede usar como un extensor de rango de la batería de iones de litio, lo que puede aumentar el kilometraje y reducir el consumo de la batería a través de la mezcla eléctrica.

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