【精品】电动汽车用高性能磷酸铁锂动力电池研发及产业化项目可行性报告.doc

一、立项依据 （一）项目的目的及意义 在石油资源日渐短缺、环境污染日益严重的今天，能源、资源、环境与人类社会的和谐发展日益成为关注的焦点，寻求开发传统石化能源的替代能源、实现无害资源产业发展、谋求人与环境的和谐，实现汽车等主流交通工具能源供给清洁化显得尤为迫切。今天电动汽车的广泛应用已经成为了现实，高能密度、大容量、低成本电池的需求愈来愈强烈。 全世界现在运行着近5亿辆轿车，其尾气是造成大气污染的主要原因之一。随着全世界石油资源的逐渐枯竭，必须寻找合适的替代能源。上世纪90年代以来，全球汽车大公司纷纷转向研究动力汽车，投入巨资展开激烈角逐。丰田公司应用混合动力技术的Prius车于2005年在中国上市，引领全球汽车界向绿色节能方向发展。根据丰田汽车公司的测试，Prius轿车在城市工况下比同等排量的花冠轿车节油44.4%；在市郊节油29.7％，综合节油40.5％。我国也于十五期间启动实施了电动汽车重大专项，顺应了世界汽车产业的发展潮流，对于提升我国汽车工业的核心竞争力，实现跨越式发展发挥了重要作用。 根据中国汽车工业发展规划的要求，中国电动汽车产业的发展目标是：到2010年，电动汽车保有量占汽车保有量的5%-10%，年生产销售电动汽车150万辆以上；到2030年，电动汽车保有量占汽车保有量50%以上，年生产销售电动汽车1000－1950万辆。目前电动车动力电池主要有四种：铅酸电池、镍氢电池、镍镉电池和锂动力电池。从现在的水平看还各有优势，但随着人们环境意识的逐渐提高，以及铅酸电池、镍氢电池、镍镉电池自身的劣势，它们必将逐渐退出历史舞台，因此锂离子动力电池具有广阔的应用前景。 在这种背景下，作为电动汽车能源供给之源——电源的研究显得非常重要。 如上所述，在现有的各种动力电源系列产品中锂离子电池具有最良好的应用前景，但是锂离子电池因所用电极材料体系不同其性能又有着千差万别。现在研究较为成熟的正极材料钴酸锂，由于其安全性较差，只作为常规的中小容量电池的正极材料，基本上不具备制作大容量高功率动力电池的可能性。 磷酸铁锂电池是近几年来开始引起广泛关注的新型锂离子电池，由于磷酸铁锂(LiFePO4)材料具有比能量高、循环寿命长、结构稳定、安全性能好、成本低廉，作为动力电池具有质量比能量高、单位价格/寿命低、工作电位高等诸多优势；另外磷酸铁锂材料无任何有毒有害物质不会对环境构成任何污染，被世界公认为绿色环保电池材料，该材料无论在生产及使用中均无污染，它正成为中大容量、中高功率锂离子动力电池首选的正极材料。磷酸铁锂电池作为动力型电源，必将成为铅酸、镍氢及锰、钴等系列电池最有前景的替代品。因此，磷酸铁锂电池被认为是标志着“锂离子电池一个新时代的到来”。 聚合物锂离子电池具有可薄形化、任意面积化与任意形状化等优点，用铝塑复合薄膜制造电池外壳不会产生漏液与燃烧、爆炸等安全性的问题，可提高整个电池的比容量，同时电池的工作电压和充放电循环寿命等电化学性能比液态锂离子电池有所提高。 本项目充分利用磷酸铁锂(LiFePO4)正极材料和聚合物锂离子电池的优越性，开发新型容量具有40-60 Ah高功率聚合物LiFePO4动力电池产品。利用聚合物电池本身特有的安全性能使大容量高功率聚合物LiFePO4动力电池的安全性得以进一步提高，提升综合电化学性能满足汽车对能源供给的需求。 二十一世纪可谓是“呼唤绿色环保”的时代，不但要求人们注重节约能源，更重要的是要求人们更加注重居住环境和绿色环保，以实现社会的可持续发展。我国石油资源比较贫乏，并且燃油与尾气排放的污染物是大气污染的主要污染源，不利于环境保护和社会可持续发展。为此中国发展电动车无疑是未来社会发展的必然要求，也是符合绿色环保革命的需求，更是一种实现社会可持续发展的工具。本项目提出采用高安全性磷酸铁锂作为正极材料制备聚合物动力电池，将寻求解决困扰科研工作者多年的电池安全性问题，同时也将为全国的汽车工业注入新的活力，提高产品的竞争力，并将有效的避免由于汽车尾气而造成的环境污染问题。目前电动汽车更加广泛的推广应用最主要的困难在于高性能动力源技术不能够得到有效的解决，现有电池产品难以满足汽车对寿命、动力性能等的要求。本项目的实施即着眼于这些问题的解决，项目的实施将提供电动汽车动力源供给方案，有效解决目前所面临的技术瓶颈，为电动汽车的广泛应用提供高性能、低成本的动力源，使电动汽车产业发展不再负重前行。 （二）国内外技术发展现状与趋势 目前锂离子电池已经广泛应用于手机、笔记本电脑等领域，并有着不俗的表现，但是如何将锂离子电池应用于动力领域还面临诸多问题。如何把锂离子电池容量和体积做大的同时又能够使电池电化学性能和安全性能得到保障，一直是制约动力锂离子电池发展的瓶颈，同时一直制约着电动车工业发展。由于锂离子电池能量密度高，在过充