中国、日本、韓国のリチウム技術が主要な陣営に属する理由

バッテリー企業の台頭は、中国の電気自動車革命の一定の技術的基盤を築きましたが、電気自動車業界は、その日に追いつくために、さらなる技術的攻撃とタイムリーな工業化を必要としています。

中国の電気自動車の開発は10年目を迎えようとしています。電気自動車の心臓のパワーバッテリーとして、その産業パターンは2日間の氷の火のように見えました。

2017年、世界第5位のパワーバッテリー販売量と第3位の中国のパワーバッテリー販売量を持つ深センパワーバッテリー株式会社は、親会社であるWoterma（300116。SZ）のデフォルトで20億元4月初旬の負債は221億3800万元。さらに、多くの中小電力電池会社はコスト圧力の下で閉鎖しました。一方、2017年に世界最大のパワーバッテリーを販売した寧徳タイムズ新エネルギー技術有限公司（以下、CATL）は、4月上旬に成功し、1,300億元以上の価値がありました。

内部シャッフルの状況に加えて、グローバル市場では、日本と韓国の企業が競争パターンで、中国の新エネルギー車の競争力は？コーナーオーバーテイクの可能性はありますか？最近、中国科学アカデミーの学者であり、中国の100人の電気自動車協会の副会長であるOuyang Minggaoが、中国の電気自動車技術の収益が形成されたと、Caijingの記者からインタビューを受けました。リン酸鉄リチウム電池は廃棄可能で、新世代のリチウムイオン電池もあります。

中国のパワーバッテリーの攻撃と防御

Caijing：中国のパワーバッテリー開発とは何ですか？

Ouyang Minggao：リチウム鉄リン酸塩リチウムイオン電池の11番目の5年間の主要な開発、3成分正リチウムイオン電池の12の5つの主要な開発、13番目の5年間は、高ニッケル三元正+シリコンカーボン負リチウムの開発に焦点を当てています-イオン電池。

Caijing：リン酸鉄リチウム電池の研究は中国で成熟していますか？リン酸鉄リチウムと比較して、リチウム三元電池の長所と短所は何ですか？

Ouyang Minggao：リン酸鉄リチウム電池は電気自動車革命の収益です。比容量はトリプルリチウム電池よりも低いですが、リン酸鉄リチウム電池の技術は成熟しており、材料が豊富で、コストを抑え、安全性が高いです。現在、先進のリン酸鉄リチウム電池は、安全性と経済性を考慮して、Tengshi電気自動車で500キロメートルの走行距離を達成しています。

リン酸鉄リチウムと三元電池は、リチウム電池の異なる正極材料です。リチウムトリプレット電池はより高い比エネルギーを実現しますが、安全性、原材料費、耐用年数などの問題があります。技術的なしきい値は技術の進歩を促進することであり、リチウムイオン電池の安全要件も高くなっています。

「財経」：現在、三元リチウム電池が主流のパワー電池ルートと見なされています。多くの企業は、よりエネルギー密度が高く、より複雑な三元電池製造技術に目を向けています。中国の三元リチウム電池の現在の技術状況は？難しさは何ですか？

Ouyang Minggao：現在、開発中のバッテリーサンプルは300ワット/ kgのエネルギーに達する可能性があります。三元NCM811 +シリコンカーボンマイナスリチウムイオン電池ですが、安全性は特に難しいです。 2020年までに、811の正極、シリコンの負極、および液体電解質の組み合わせが主流の製品になる可能性があります（一部の日本および韓国の電池専門家は、包括的な性能バランスの観点から622の正極がより良い選択であると考えています）。

2020年までに300ワット/ kgに達するようにスリーウェイソフトパックバッテリーを工業化するという目標は問題ではありません。核となるのは、工業化の大規模生産が実施された後、原材料と生産プロセスが需要を満たすことができるかどうかです。リチウムイオン電池の工業化後、それは正極性材料によって制限されます。産業の観点から、エネルギーよりも350ワット/ kgを達成することは非常に難しいでしょう。

Caijing：高ニッケル化は開発トレンドですか？

Ouyang Minggao：現在、高ニッケル化は、主にコバルトへの依存を減らし、コストを抑えることができるようにする傾向にあります。コバルト使用量の減少は避けられない傾向です。

財経：中国は日本のパナソニック開発の道をたどるのだろうか？たとえば、円筒形の18650811リチウム電池を開発します。

Ouyang Minggao：松下の18650は、容量が小さいため、簡単に実現できます。小型バッテリーは、体積増幅後の材料の不均一性と分極の問題を回避できます。ただし、電解液は乾燥しやすいため、耐用年数は比較的短くなります。しかし、中国はパナソニックの研究パスを盲目的にたどり、異なる材料を選択することはありません。私たちの国はニッケルコバルトマンガン、パナソニックはニッケルコバルトアルミニウムです。ニッケルコバルトアルミニウムの安全性は管理されておらず、マンガンは比較的安定しています。

財経：中期的にはリチウムイオン電池が主流になるのでしょうか？

Ouyang Minggao：中期的にはリチウムイオン電池が常に主力製品であり、簡単に破壊されることはありません。ただし、正、負、および電解質に変化が生じる可能性があります。また、リチウム空気やリチウム硫黄などは不確実性に満ちており、自動車分野での工業化の見通しはまだまだ見えていません。

中国におけるリチウム技術の長所と短所

「財経」：現在、世界のリチウム大国、中国、日本、韓国は、どのようにそのような状況を形成するかについて話す権利を持っていますか？

Ouyang Minggao：主に中国、日本、韓国がリチウムイオン電池の産業基盤を持っているため、日本と韓国は言うまでもなく、中国の産業基盤は携帯電話の電池から始まりました。リチウムイオン技術が登場したとき、世界中のほとんどの自動車会社は燃料電池を研究しており、パワーセルの将来について楽観的ではありませんでした。国も燃料電池に力を入れ始めていますが、燃料電池関連の産業基盤がないため、基本的な材料や膜電極は米国や日本から遠く離れています。その後、国内産業のメリットと輸送システムの特性を繰り返し比較した後、リチウム電力の特性を備えた「純粋な電気駆動」戦略が最初に提案されました。ついに日本や韓国と同じ陣営になり、新エネルギー電気自動車の工業化で世界の最前線に立った。

欧米は、主にスタートが遅れ、産業基盤が弱いため、大規模なリチウム企業になりにくい。

Caijing：なぜ中国の産業の優位性と輸送システムがリチウム電力の開発に貢献しているのですか？

Ouyang Minggao：トヨタは燃料エンジンをベースにしたハイブリッドパワーを開発してきました。当時、中国における新エネルギー車の最初の2つの5か年計画では、開発としてのハイブリッド車へのトヨタの焦点も追跡し、国内の主要自動車会社は混合研究開発に多くのエネルギーを投資しました。 2008年までに、国内のハイブリッド車、特にハイブリッド車の実証性能は理想的ではありません。

同時に、2007年以降、リチウムイオン電池技術が飛躍的に進歩し、ニッケル水素電池に短期間で置き換わり、純粋な電力の開発が可能になりました。ミキシングから燃料電池まで、トヨタは技術水準を高め、競争上の優位性を確保することを目指しています。

中国の輸送システムには電気的基盤があります。高速鉄道、電動自転車、電気公共交通機関により、中国社会は電気旅行の特徴となっています。同時に、純粋な電気自動車の統合技術は比較的難しいため、中国は純粋な電気に適しています。技術の飛躍的進歩と応用シーンが一致することが、純電力の急速な発展の主な理由です。

Caijing：世界のリチウム電気人材の埋蔵量と研究のレベルはどのくらいですか？

Ouyang Minggao：私は過去10年間で、世界の材料研究に関する約100万の国際論文を読みました。中国本土と台湾で40、中国本土で米国の2倍です。材料研究のかなりの部分は電池に関連しています。米国で研究されているバッテリーのほとんども中国製です。私たちの国のリチウム電気備蓄の才能と研究の可能性は巨大です。

Caijing：中国のリチウムイオンのハイエンド容量は不十分ですか？

Ouyang Minggao：ハイエンドの生産能力は、中国のすべての産業が直面している共通の問題です。しかし、中国の電池業界におけるハイエンドの才能の高い割合と活発な技術革新。たとえば、寧徳の時代には、年間生産額は200億元で、100人以上の医師がいました。国内の一部の自動車会社と比較すると、年間生産額は5,000億ドルに過ぎません。このような高い人材構成と比率は、他の業界とはまったく異なります。

「財経」：現在、国内のリチウム電力業界の一貫性は比較的低いです。業界標準は発行されますか？

Ouyang Minggao：中国のリチウム電池規格には、厳格な安全基準と明確な目標があります。最近採用されたリチウム電池の国際規格は、中国規格を採用しています。リチウム電池の安全性とエネルギー比は矛盾しています。技術と技術の発展に伴い、リチウムイオン電池企業は比エネルギー指数を上げることで技術的閾値を引き上げます。比エネルギーは、生産能力構造の変化を調整するための重要かつ効果的なバトンです。市場のローエンドの生産能力は確実に排除されます。

財経：寧徳時代はフォルクスワーゲンとメルセデスベンツの世界秩序を勝ち取り、LGより6％高かった。なぜこれらの外国の自動車会社はもともと中国のパワーバッテリーをより高い価格で購入することを意図していたのですか？

Ouyang Minggao：まず第一に、寧徳時代の製品の品質はLGに匹敵し、時にはLGよりも優れています。第二に、ヨーロッパには大手リチウムメーカーはありません。第三に、中国はこれらの企業にとって最大の単一市場であり、フォルクスワーゲンの世界売上高の40％を占めています。最後に、中国のリチウム産業チェーンの完全性は韓国よりも優れており、その産業規模と開発の可能性も韓国よりも高いです。

氷を砕くことができる次世代バッテリー

Caijing：現在、最も人気のある三元ポジ材料はリチウムに富むマンガンベースです。なぜそれがホットスポットになったのですか？長所と短所は何ですか？

Ouyang Minggao：ポジティブマテリアルとしてのリチウムに富むマンガンは、世界的な研究のホットスポットです。リチウムに富む正極材料は、高い放電比容量を持ち、400mAh / g以上に達する可能性があります。バッテリーの比エネルギーは400ワット/ kg以上に達する可能性があります。同時に、特にコバルトの場合、コバルトとニッケルへの依存を減らし、コストを削減することができます。最近、北京大学のXiadingguo教授は、実験室で400 mAh / gの正極を合成しましたが、リチウムが豊富なマンガン電池の寿命は比較的短いです。

現在、国内外で300ワット/ kgのリチウムを多く含むマンガンリチウム電池が製造されていますが、その寿命は数百倍であり、車両の使用要件を満たすことができません。彼らは努力を続ける必要があります。リチウムが豊富なマンガンベースは電圧減衰が速いため、材料を改善する必要があります。第二に、リチウムに富むマンガン基は、固体状態など、より広い電圧範囲の電解質と一致させる必要があります。

Caijing：リチウムに富むマンガンの工業化のスケジュールはありますか？

Ouyang Minggao：国家特別プロジェクトでは、2020年までに811個の三元リチウム電池の工業化を達成する必要があります。同時に、リチウムに富むマンガンベースは、関連するプロジェクトがまだ完了しておらず、現在、工業化の正確な時点に到達して2025年頃に努力することは不可能であるため、徹底的に研究を続けています。

高いと予想されるリチウムに富むリチウムイオン電池の包括的な比較は、811と同等であり、さらに優れている必要があり、比エネルギーは811よりも高い必要があります。耐久性は比較の重要な要素です。耐久性の向上に成功すれば、リチウムに富む材料はリチウム電池の新しい工業材料になります。

Caijing：大手自動車会社は、研究開発の次のステップとして全固体電池と全固体電池を挙げました。研究開発の難しさは何ですか？

Ouyang Minggao：固体電解質の研究はすでにホットスポットですが、全固体電池の実装の中核は、固体と固体の間の界面の問題を解決することです。現在、液体電解質を追加する必要があります。今後5年から10年で、液体電解質の割合は徐々に減少し、部分固体から半固体への傾向を示し、全固体状態に発展します。完全な固体状態を達成できない場合でも、完全な固体状態に近くなります。

全固体状態が正常に開発されると、安全性が高まるだけでなく、バッテリーの使用方法も完全に変わります。固体状態は液体電池の短絡問題を解決するので、電池を内部で直列に接続して比エネルギーを増やすことができます。現在、耐久性を保証することを前提に、比エネルギーを可能な限り高める必要があり、全固体電池も急速充電の可能性があります。中国の多くの関連する研究機関や企業は、固体リチウム電池技術を研究しています。

Caijing：全固体電池やその他の分野における日本の研究の状況と計画はどのようなものですか？

Ouyang Minggao：日本のトヨタは固体リチウムイオン電池を実証しており、2022年または2023年までに工業化すると主張しています。ただし、エネルギーを超えてアップグレードされていないため、工業化後は高すぎません。

燃料電池はリチウム電池に取って代わることができますか？

Caijing：純粋な電気から燃料電池まで、そのようなバッテリーの開発に関する主な問題は何ですか？

Ouyang Minggao：中国の燃料電池研究は大きな進歩を遂げました。燃料電池車は地元の市場で工業化し始めています。燃料電池システムの性能は最適化されており、技術はおそらく2025年には比較的成熟するでしょう。大規模生産が達成されれば、コストも削減されます。

現在、水素エネルギー技術、つまり、準備、輸送、貯蔵、圧縮、その他のリンクなどの水素燃料のフロントエンドにもっと注意を払う必要があります。現在、誰もが燃料電池システム自体にのみ関心を持っています。しかし、水素関連の技術やインフラは理想的ではありません。たとえば、車両の水素貯蔵技術には、炭素繊維のコストが高い、水素貯蔵の重量が軽い、エネルギー損失が大きいという問題があります。したがって、重要なのは、水素エネルギーに関連する基礎研究と技術開発、および関連するインフラストラクチャの構築を深めることです。

Caijing：燃料電池の補助金は減っていません。政策立案者は、燃料電池の開発がより現実的であると考えていますか？

Ouyang Minggao：国のエネルギーシステム全体の観点から（車両の観点だけでなく）、水素燃料電池技術を加速する必要があります。これは私たちのエネルギー革命のニーズと一致しています。エネルギー要件がある程度満たされている場合、リチウム電池は満たすことができません。

しかし、水素が「究極のエネルギー源」であり、水素燃料電池車が「究極の環境保護車」であるということにも同意しません。水素と電気はどちらもエネルギー担体であり、「究極の」理論はありません。小型車は必要なエネルギーが少なく、リチウムイオン電池がより大きな役割を果たす可能性があります。したがって、新エネルギー車の場合、将来的には電気と純電気が共存することになります。

Caijing：乗用車の燃料電池と純電力の将来のコストバランスはどこにありますか？

Ouyang Minggao：2025年までに、平均以上の車に燃料電池車とバッテリー電気自動車を選択することのバランスが350キロメートルになる可能性があることを示唆する研究があります。走行距離は350キロメートルを超え、燃料電池のコストはより優れています。 350 km以内では、リチウム電池の方が有利です。

現在、当社が開発した高速鉄道網は、人々の長距離移動に完全に対応できるため、超長距離電気自動車の拡張はあまりありません。将来的には、水素エネルギーをある程度開発することができます。燃料電池は、リチウムイオン電池の延長として使用でき、電気と電子の混合により燃費を向上させ、電池の使用量を削減します。

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