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美国“加快普及电动汽车”计划及其启示

时期:2021-11-21 01:22 点击数:
本文摘要:1.美国减缓普及电动汽车计划 2016年7月,美国联邦政府公布了关于减缓普及电动汽车计划的声明,目的通过政府与私营部门合作,推展电动汽车和强化电池基础设施建设,以应付气候变化、减少清洁能源用于并增加对石油的倚赖。主要继续执行内容还包括以下几个部分: 能源部贷款项目办公室将为签订合约的46家单位获取高达45亿美元的贷款借贷来反对和推展电动汽车电池基础设施的革新。

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1.美国减缓普及电动汽车计划  2016年7月,美国联邦政府公布了关于减缓普及电动汽车计划的声明,目的通过政府与私营部门合作,推展电动汽车和强化电池基础设施建设,以应付气候变化、减少清洁能源用于并增加对石油的倚赖。主要继续执行内容还包括以下几个部分:  能源部贷款项目办公室将为签订合约的46家单位获取高达45亿美元的贷款借贷来反对和推展电动汽车电池基础设施的革新。

  能源部和交通部已就2020年全国电动汽车的较慢充电站网络达成协议合作协议,联合推展电动汽车电池走廊的部署和建设,前进美国地面交通相同计划(FAST)的继续执行。  联邦可持续发展办公室邀地方政府与联邦政府拆分电动汽车和电池基础设施的出售及加装市场需求,以减少出售成本,拓展技术可用性,提升汽车制造商对市场需求的确定性。  白宫科技政策办公室将举行电动汽车编程马拉松来融合科学研究和软件开发,以推展电动汽车的技术革新,强化数据采访;能源部与合作单位将联合积极开展电动汽车350kW、10分钟直流较慢电池的技术可行性研究(计划2016年底已完成);正式成立由能源部西北太平洋国家实验室联合的电池500联盟,目的研发出有能量密度高达500瓦时/公斤的电动汽车用锂电池。

  出版发行电动汽车和充电站涉及联邦基金财政资助和技术协助的指南,有35家新的机构签订了能源部的工作场所电池计划,并允诺为其员工获取电动汽车电池模块。  其中,在电池500联盟项目中,美国能源部将在今后5年里每年为这个联盟获取1000万美元的资金,赞助商材料与界面、电极结构、电池设计与一体化三个重点研究方向,并将把资金中的20%用来反对电池技术领域的小型种子研发项目。联盟的目标是通过研发新型低能量密度材料,将电动汽车所用锂电池的重量能量密度提升到500瓦时/公斤,循环使用寿命超过1000次,即在提升能量密度的同时减低电动汽车的重量和体积,并加倍缩短一次电池后的行经里程,大幅度减少电动汽车价格(高于100美元/千瓦时)。除了打造出高效率、平价电动车电池的动态目标,联盟总监刘俊预期联盟的研发成果能有助智能电网的能量储存。

  此外,电池技术是相连电动汽车和电池设施的关键纽带,在减缓普及电动汽车计划的签下单位中,宝马、福特、大众、飞驰、日产以及特斯拉都允诺将增大电动汽车及电池的投资及研发力度,特别是在是直流较慢电池技术,并协助合作者在适合的地点加装电动汽车电池装置。夏威夷电力公司也允诺与其合作伙伴全力支持电动汽车项目,之后加装更好的直流较慢充电站,并研究电动汽车电池更好的管理和政策市场需求,以便已完成其2045年之前构建电网100%可再生能源的目标。  2.减缓普及电动汽车计划所带给的影响及技术发展的预测  美国减缓普及电动汽车计划将对整个新能源电动汽车产业带给最重要影响。

从减缓普及电动汽车计划可以显现出美国政府推崇发展三类技术方向:低能量密度(500Wh/kg)锂电池技术;电动汽车较慢电池技术(350kW、10分钟);电池领域的新型原创技术(小型种子研发项目)。  低能量密度的拒绝将首先造就低能量密度电极材料体系和电池优化设计的研究,如将基于试错法的材料检验模式过渡到基于材料基础物性参数的理性设计阶段,将材料本体性能提高过渡到3D结构设计、多维填充等多元研发阶段,将电池反应器独立国家设计过渡到基于电池电化学反应建模的理性开发阶段等等,通过低能量密度电池材料的研发、电池组装有方式的优化、电池模块的高功率设计等取得电池综合性能的突破。

而从技术层面分析,减缓普及电动汽车计划中350kW、10分钟的直流慢差使电池技术意味著电池系统能在10分钟内为汽车充满著续航200英里的电量,这将对很多应用领域产生革命性影响,尤其是针对大倍率电池涉及的关键技术瓶颈研发(50kW以上),这将大大提高电动汽车在世界范围内的用于。此外,该计划对小型种子电池研发项目的大力支持,有助唤起研究人员对新型原创电池技术的研发和电池新的理论的探寻,推展储能技术的完整创意研究。  未来在大规模推展电动汽车的同时,将不会增大对锂资源铁矿和制备技术的市场需求,同时也有可能带给锂资源短缺的情况,不致对各国锂资源的战略储备策略产生影响。

目前来看,锂矿资源的全球储量非常丰富,多达60%的锂矿资源仍未获得勘探研发,潜在资源量极大,产于也高度集中。就资源量而言,全球59%的资源量集中于在锂三角国家,即智利、玻利维亚和阿根廷三国,中国和美国的锂资源量分别占到世界总量的13.3%和13.5%。SQM、Chemetall、FMC和Talison是国际上铁矿锂矿的四大巨头公司,独占了全球最优质的锂矿资源。

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我国锂矿资源虽储量非常丰富,但高品位锂矿较少、较低品位矿多。从全球格局看,我国锂矿企业无国际定价权,正处于下游有压价风险、上游不受巨头压制的产业链弱势环节,锂矿资源的储备和铁矿制备技术必须获得推崇。  此外,为了防止电池材料对环境的污染以及减少电池的全产业链生产成本,动力锂电池的重复使用再行利用终将沦为业界的注目重点。

根据欧盟第2006/66/EC号电池指令,拒绝2016年电池回收率超过45%,根据电池总类的有所不同,循环再行利用率不应超过50%75%。但是现有锂电池一般来说使用高精密填充物技术制作极片,电池出厂后重复使用处置极为艰难,一般来说必须经过电池报废机械消灭湿法或火法冶金等几个环节,重复使用成本很高。

因此,未来必需研发可回收的新型动力电池和环保高效的重复使用处置技术。


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