私人市场发展迅速
日本在锂电池和混合动力汽车领域,无论从技术还是产量方面,都是全球的领导者。将汽车和锂电池结合起来一直是日本企业的努力方向。
据日本汽车业界团体公布的数据表明,2011年日本国内汽车销售中,混合动力汽车(HEV)占17.1%,同比增长4.8%。
在全球的混合动力车市场中,2011年共销售HEV约80万辆,其中丰田、本田和福特分别以49万辆、14万辆和2.2万辆的成绩位居前三位。可以看出日本在混合动力车市场中占据了主力地位。
日本混合动力车销量已居轿车单车型销量首位,同时还有2.2万辆纯电动汽车和插电式混合动力车在11个城市进行是推广示范,这已经超过了中国目前示范运行的车辆数量,而且还有一个本质的区别是:日本是私人购买较多,我国仅仅是政府示范。
日本EV/HEV示范城市备选一览
技术:全球领先,电池材料技术高度发达,设备投资高度重视
日本所有的资源几乎都依赖于进口,如何将资源最大化利用,一直是日本企业考虑的重中之重。正式基于此,日本的材料及数个高度发达。化工和资源领域的深加工,
推动了锂电池材料技术的成熟。
日本几乎所有的在全球锂电池产业链上占据了重要地位的材料供应商,都是一些化工领域和资源领域的知名企业。JFE锂电池负极材料产业、三菱化学、旭化成、东丽等等。
日本专利申请前几名,丰田居首位
电动汽车蓄电池专利申请
国家 |
全球排名 |
纯电动车用蓄电池及其管理系统相关专利 |
日本 |
第一 |
全球超过90%的专利申请来自日本 |
美国 |
第二 |
锂电池相关专利数量占动力电池专利数量的70%以上 |
德国 |
第六 |
占日本申请量的11% |
丰田
混合动力是丰田新能源车最锲而不舍的主打项目。1997年以来,丰田就推出混合动力车普锐斯,迄今已在全球80 多个市场上销售混合动力轿车超过300万辆,被业内公认为混合动力车技术最领先的企业。1997年,丰田首先在日本推出普锐斯。2000年,丰田开始在欧洲、北美和其它市场销售普锐斯,2003年推出第二代普锐斯,2009年推出第三代普锐斯。至今普锐斯经历三次换代,已售出350万辆。之后丰田也开始混合动力、纯电动车、氢燃料电池车全面推进。
丰田除了自己生产的锂离子电池外,松下将向丰田供应锂离子电池。插电式普锐斯的电池续航里程也已提高到26 公里。加满油后,能开1000公里。重量上中国车企的插电式混合动力电池700斤左右,而插电式普锐斯的电池是300斤。
2012年丰田推出采用动力锂电池的纯电动汽车FT-EV,号称每次充电能跑80km.
丰田汽车2011年日本国内汽车销量中,混合动力汽车比例为36.1%。其中主力HEV-“PRIUS”的销售量达到31.84 万辆、连续3年荣登榜首,去年年底新推出的小型混合动力车“Aqua”的销售良好,推出后3个月的销售总量近7万辆。
本田
在混合动力技术研发领域,不得不提的有本田,已有3款混合动力车型在我国上市,这其中包括广汽本田引入的CR-Z 和FIT Hybrid,它们都搭载了Honda 独创的小型、轻量“IMA 混合动力系统”,其中,CR-Z 还搭载Honda 首例三模式变速箱系统。
截至2011年7月日本本田公司在美销售的混合动力汽车总量达到40万辆,车型包括Insight、Accord、Civic 和CR‐Z 等。Insight为在美国销售最早的混合动力汽车,从1999年开始投入美国市场,2011年前7月共计销售1.2万辆。
本田除了在混合动力方面有不错的表现,在新能源其他领域也有不少建树,它早在1999年就发布了“FCX-V1”燃料电池试验车,2002年成为世界上第一家实现商品化销售的燃料电池车生产厂家。
虽然本田思域混合动力车在美国卖得不错,销量排在第三位,但本田仍坚持认为纯电动车才是发展方向。动力电池上最初其混合动力车所使用的电池基本上是镍氢电池,现已向动力锂电池过度。
日产
从各种动作看,日产是发展纯电动车最积极的传统车企。2009年3月14日至15日,在日本“2009 神奈川电动汽车节”上,日产展示了其纯电动车的一款测试车型“LEAF”(绿叶)。该电动车采用前轮驱动模式,装配了最新开发的80kW 电机和变频器。车体重量约1600kg,动力锂电池容量高达24kWh,最高时速可达140km。同时,日产还推出了另一款电动车3座纯电动概念车Nuvu。采用的是层叠式紧凑型动力锂电池,容量可达到每千克140kW,输出是传统电池的1.5倍,而体积只有原来的1/2。最高时速能达到120km,续航里程125km。快速充电只需10~20分钟,在220V 家用电条件下充满也只需3~4小时。同时,日产正在世界各地积极推广纯电动车。
日产汽车2009年6月下旬从美国能源部获得16亿美元的贷款,该公司计划在2013年前用这笔贷款在美国田纳西州建成年10万辆以上的纯电动车生产基地。
三菱
日本三菱汽车iMiEV 2009年7月面市,定价4.25万美元,日本政府给予其1/4的价格补贴。iMiEV由动力锂电池驱动,电池置于汽车座椅之下的底板上,仅200kg重,能够储存16kWh的能量,相当于2升汽油的燃料价值。可以通过家庭用普通插座充电提供能量。这款车最高时速130km、高压充电30分钟即可完成、充电后能够行驶160km 里程。
对于混合动力车,三菱同样很关注。三菱希望在2013年底之前推出插入式混合动力车,不断增加环保车型。
日本各新能源汽车车型历史销售量
在动力锂电池领域,日本任何一个企业拿出来在全世界都是居前的地位,日本企业的动力锂电池产业化准备工作走在全球最前,就松下、三洋、索尼、NEC、GS 汤浅、日立、东芝、TDK、英耐时等几家日本主要企业的年产能到2012财年结束时将会达到870万kWh以上。至于锂电池发展路线的选择,这几家企业各有特点。日立、三菱重工和英耐时坚定地走锰酸锂路线,东芝走锰钛路线,GS 汤浅则是锰酸锂和磷酸铁锂并举,ELIIY Power 走磷酸铁锂路线,索尼倾向于走磷酸铁锂路线但又有些摇摆。
所有日本企业都非常重视技术开发。对于动力锂电池技术的研究开发,日本企业基本上呈现出两大特点:选择正极材料的优先考虑是能量密度,然后在此基础上致力于安全性的提高; 对动力电池性能提高的研究则着眼于结构设计,同时寻求各种关键材料之间的最优配合。
日本主要锂电池企业动力电池技术开发情况
企业 |
电池规格 |
正极材料 |
负极材料 |
电解液 |
隔膜 |
其他 |
松下 |
3.1Ah以上/3.55V |
经纳米涂层处理的颞骨锰酸锂和镍钴铝酸锂材料 |
碳材料:硅类合金材料+耐热层HRL |
优化了电解液的组成成分 |
无特殊改进 |
合金负极材料电池可量产 |
三洋 |
5Ah/3.7V 20Ah/3.8V |
颞骨锰酸锂+添加物改性 |
混合碳材料 |
无特殊改进 |
无特殊改进 |
已在量产 |
NEC及AESC |
13Ah/3.6V 33.1Ah/3.8V |
前者是锰酸锂混合镍氧化物;后者是锰酸锂混合镍、铝氧化物 |
硬碳 |
无特殊改进 |
无特殊改进 |
已在量产 |
索尼 |
1.1Ah/3.2V 2.5Ah/3.2V |
经专利粒子设计技术处理的磷酸铁锂材料 |
碳负极材料 |
无特殊改进 |
无特殊改进 |
已在量产 |
GS汤浅 |
3.5Ah/3.46V |
容量很高的钴酸锂材料 |
锡基负极材料 |
无特殊改进 |
陶瓷化处理 |
可量产 |
6Ah/3.7V 50Ah/3.7V |
镍钴锰酸锂材料 |
硬碳 |
电解液中天际含氟烷基的磷酸酯及碳酸酯 |
无特殊改进 |
已在量产 |
25Ah/3.7V |
磷酸铁锂材料,使用了碳负极材料 |
硬碳 |
无特殊改进 |
无特殊改进 |
已在量产 |
东芝 |
4.2、3.3、20、60Ah/2.4V |
锰酸锂材料 |
钛酸锂材料 |
燃点较高的电解液 |
耐热性出色的隔膜 |
已在量产 |
日立 |
4.4、4.8、25Ah/3.6V |
锰酸锂材料 |
非晶碳 |
无特殊改进 |
隔膜陶瓷化 |
已在量产 |
现阶段日本车企直接介入锂电产业的例子有:丰田与松下合资组建PEVE,日产与NEC 合资组建AESC,本田与GS 汤浅合资组建Blue Energy,三菱汽车与GS 汤浅合资组建LEJ,等等。这些车企不仅持续不断地投入资金,而且直接开始锂电技术的研究开发,有的甚至开始自己独资建设动力锂电池工厂(如三菱汽车)。丰田汽车更是在致力于打通从资源、材料到电池的一整条锂电产业链。