隨著鋰離子電池應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，其安全問題現(xiàn)已經(jīng)成為了各方關(guān)注的焦點(diǎn)。
本文簡(jiǎn)要匯總了我國(guó)鋰電池工業(yè)產(chǎn)業(yè)最新發(fā)展趨勢(shì)及世界主要發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)于鋰電池工業(yè)產(chǎn)業(yè)的政策傾斜，提出了我國(guó)鋰電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的建議;研究了鋰離子電池安全性檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀及存在的問題，提出了應(yīng)對(duì)策略和建議。
本文來源：材心雕龍 微信公眾號(hào) ID:CXDL-YQXXW 作者：小材子
1 我國(guó)鋰電池工業(yè)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀
鋰離子電池作為新能源產(chǎn)品具有顯著的優(yōu)勢(shì)，世界各國(guó)開始將鋰電池工業(yè)作為引領(lǐng)未來能源發(fā)展的支持產(chǎn)業(yè)之一。
目前， 中國(guó)已成為僅次于日本的鋰離子電池生產(chǎn)大國(guó)。 據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，中國(guó)鋰離子電池的產(chǎn)量已經(jīng)占到全球的 70%，達(dá)到了 16 億只，市場(chǎng)價(jià)值近 50 億美元，其中 70%以上出口。 我國(guó)鋰電池行業(yè)已經(jīng)從傳統(tǒng)的小型電子產(chǎn)品，逐步向電動(dòng)自行車、電動(dòng)汽車等領(lǐng)域拓展。
電動(dòng)汽車的核心技術(shù)是動(dòng)力電池。 從新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈上來看， 因有色金屬資源具有極強(qiáng)的地域性，上游原材料企業(yè)將會(huì)非常集中;對(duì)核心技術(shù)的掌控，使中游電池廠商將成為行業(yè)發(fā)展最大的受益者;而整車廠商在這場(chǎng)行業(yè)盛宴中利潤(rùn)微薄。 目前，新能源汽車價(jià)格居高不下， 原因之一是動(dòng)力電池組成本太高，如一輛造價(jià) 26 萬元的豐田普銳斯，電池成本在 8 萬元左右，占了整車成本的三分之一。 因此，國(guó)內(nèi)電動(dòng)汽車廠商紛紛加大投入， 用于新型鋰電池材料、制作工藝、技術(shù)的開發(fā)研究，期待盡快研制出成本較低的動(dòng)力鋰電池組，以降低電動(dòng)汽車整車成本，加快行業(yè)發(fā)展。
動(dòng)力鋰離子電池的主要材料有：正/負(fù)極材料、電解液和隔膜。 隨著國(guó)家對(duì)該行業(yè)的重視和投入力度的加大， 越來越多新的公司加入到動(dòng)力電池的研發(fā)和生產(chǎn)中來，未來市場(chǎng)格局將面臨改變。 以電解液為例進(jìn)行分析： 電解液是鋰離子電池四大關(guān)鍵材料之一，號(hào)稱鋰電池的“血液”，是鋰離子電池獲得高電壓、高比能等性能的保證。 電解液占鋰離子電池成本的 12%左右，毛利率接近 40%。 鋰離子電池對(duì)電解液要求比較高，但目前用量卻很少。 比如一塊手機(jī)電池只用 3 g， 比重很小，2 000 t 電解液可供生產(chǎn) 6 億塊手機(jī)電池。
目前全球鋰電池電解液市場(chǎng)供求基本平衡，主要是靠現(xiàn)有鋰電池市場(chǎng)。 但是，汽車動(dòng)力電池對(duì)電解液的需求量較大， 一輛車需要 40 kg 左右。 預(yù)計(jì)到2012 年，新能源車的年產(chǎn)量將達(dá)到 100 萬輛，按每輛新能源汽車電池電解液 40 kg 計(jì)算，100 萬輛混合動(dòng)力汽車將帶動(dòng) 4 萬噸電解液的需求。
目前國(guó)內(nèi)電池生產(chǎn)商電解液的配套已基本實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，生產(chǎn)企業(yè)主要有國(guó)泰華榮化工、杉杉股份、珠海賽緯電子、天津金牛、汕頭金光、廣州天賜等 10余家，年生產(chǎn)能力都在千噸級(jí)以上，可滿足我國(guó)目前的鋰電池生產(chǎn)需要，并有部分出口?？傮w來看， 我國(guó)鋰離子電池的生產(chǎn)尚處于起步時(shí)期。 由于國(guó)家對(duì)于鋰離子電池工業(yè)的政策支持，我國(guó)不少電池廠以及一些有實(shí)力的企業(yè)集團(tuán)均看到了中國(guó)鋰離子電池的潛在市場(chǎng)， 正準(zhǔn)備或已不惜投巨資生產(chǎn)理離子電池， 這些作法將會(huì)進(jìn)一步促進(jìn)我國(guó)鋰離子電池工業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展 。
2 主要發(fā)達(dá)國(guó)家鋰電池工業(yè)產(chǎn)業(yè)投資政策
2.1美國(guó)美國(guó)鋰電暫任主席、 美國(guó)布羅德普公司董事長(zhǎng)瑞夫·布羅德博士，在第四屆華南鋰電高層論壇發(fā)表的演講中提到了最近美國(guó)政府提出的新經(jīng)濟(jì)刺激計(jì)劃。
根據(jù)布羅德博士介紹，當(dāng)前美國(guó)政府正前所未有地加大財(cái)政力度支持工業(yè)界發(fā)展。 在美國(guó)政府的財(cái)政資助計(jì)劃中， 有 20 億美金是用于電池工業(yè)的發(fā)展;其中約 12 億美金，主要用在做鋰電池和鋰電池芯的發(fā)展方面。 瑞夫·布羅德博士稱，在這一整個(gè)工業(yè)界絕無僅有的資助行動(dòng)當(dāng)中， 鋰電池行業(yè)被放在重點(diǎn)當(dāng)中，是“重中之重”。
2009 年 8 月份，奧巴馬總統(tǒng)簽署了一項(xiàng)為 48 個(gè)電池有關(guān)的項(xiàng)目提供資金援助的計(jì)劃， 這次援助計(jì)劃的目的是為電動(dòng)/混合動(dòng)力汽車開發(fā)更有效的電池和電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，援助的總金額達(dá) 24 億美元，推出后將極大刺激中西部地區(qū)的發(fā)展。 奧巴馬總統(tǒng)宣稱美國(guó)政府需要的是“面向未來的汽車，以及用來驅(qū)動(dòng)這種汽車的技術(shù)”。
雖然這一攬子援助計(jì)劃主要面向的是汽車電池及電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)， 但面向消費(fèi)領(lǐng)域的電池技術(shù)也能從中受益。 因?yàn)閹缀跛械南M(fèi)電子類產(chǎn)品如電動(dòng)工具等都非常需要電力強(qiáng)勁、 能持續(xù)工作數(shù)日的電池來供電， 而現(xiàn)有的產(chǎn)品則只能提供幾個(gè)小時(shí)的電力供應(yīng)。
2.2德國(guó)2009 年年初， 德國(guó)政府拿出 5 億歐元用于資助電動(dòng)汽車的研發(fā)。
其中資助鋰離子電池的研發(fā)費(fèi)用為 5 900 萬歐元。在 2007 年制定的“高科技戰(zhàn)略”中，德國(guó)政府已將電動(dòng)汽車的關(guān)鍵技術(shù)———鋰離子電池作為攻堅(jiān)項(xiàng)目。
為了完成這一項(xiàng)目，產(chǎn)業(yè)界五大巨頭巴斯夫、博世、EVONIK、LiTec、 大眾和科學(xué)界與應(yīng)用界的 60 家單位結(jié)合，組建了鋰離子電池“創(chuàng)新聯(lián)盟”：企業(yè)界出資 3.6 億歐元，聯(lián)邦科研部資助 6 000 萬歐元。據(jù)悉，以上還僅僅是聯(lián)邦一級(jí)的研發(fā)投入。 為了搶占市場(chǎng)先機(jī)，各州政府也有一批資金的投入。 例如北威州的投入就達(dá) 6 000 萬歐元。北威州之所以舍得投入，除了想成為“電動(dòng)汽車的模范區(qū)域”之外，更重要的是想讓 “北威州的轎車工業(yè)盡快生產(chǎn)世界領(lǐng)先的電動(dòng)汽車”。
2.3日本日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省近日披露，日本力爭(zhēng)在 2010 年將新型鋰離子電池用于下一代電動(dòng)汽車。
日本日立制作所宣稱， 將投資 200 億日元至 300 億日元，到2015 年將目前面向混合動(dòng)力車生產(chǎn)的鋰電池產(chǎn)能提高約 70 倍。 據(jù)稱，日立將通過加大投資和擴(kuò)大其位于茨城縣東海事業(yè)所的產(chǎn)能， 盡快實(shí)現(xiàn)大容量新型鋰離子電池的量產(chǎn)， 產(chǎn)品將主要向美國(guó)通用汽車公司提供。
2009 年 5 月 15 日，豐田、日產(chǎn)汽車公司及松下電器公司等相關(guān)企業(yè)簽署協(xié)議， 合力開發(fā)統(tǒng)一規(guī)格的新一代汽車鋰電池，并計(jì)劃在 2 年內(nèi)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。 東芝公司決定， 斥資 500 億日元開發(fā)電動(dòng)汽車用的鋰離子電池， 這種高效動(dòng)力電池將于兩年內(nèi)進(jìn)入半商品化生產(chǎn)，計(jì)劃在 2011 年之前將高性能鋰離子電池增至適于不同特性的 3 個(gè)種類， 即除了目前的普通型之外， 還將分別開發(fā)支持混合動(dòng)力車和電動(dòng)汽車等高輸出功率型以及高能源密度型的鋰離子電池。普及電動(dòng)汽車的一個(gè)關(guān)鍵問題是需要建立足夠的電力補(bǔ)充設(shè)施。 為此，東京電力公司宣布，將帶頭參與有關(guān)的基礎(chǔ)建設(shè)， 明年在首都 圈先建 200 多個(gè)充電站，3 年后增加將到 1 000 個(gè)以上。 日本各大汽車公司也積極響應(yīng)、參與有關(guān)研究和工程，熱切期盼“脫石油”時(shí)代能盡早來到日本。 目前，東京電力公司已經(jīng)成功開發(fā)出了大型快速充電器， 每 10 min 完成充電，所能行駛的路程是 60 km，充電時(shí)間大大縮短，進(jìn)一步加快了日本普及使用電動(dòng)車的步伐。據(jù)日本汽車研究所預(yù)計(jì)，按照現(xiàn)在混合動(dòng)力車的普及程度推算，到 2020 年，日本國(guó)內(nèi)的混合動(dòng)力車將達(dá)到約 360 萬輛。 如果高性能鋰離子電池得到普及，混合動(dòng)力車有可能進(jìn)一步達(dá)到 720 萬輛的水平。
2.4 對(duì)我國(guó)鋰電池工業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的建議
1) 加強(qiáng)科研投入力度。 國(guó)家應(yīng)該將高能量密度、 高效率新型鋰離子電池的研發(fā)提升到國(guó)家級(jí)戰(zhàn)略高度，制定和實(shí)施有關(guān)新型鋰離子電池材料、生產(chǎn)工藝、制造技術(shù)的“973”等高層次課題專項(xiàng)，吸引廣大鋰離子電池科學(xué)家及相關(guān)企事業(yè)單位廣泛參與。
2) 明確產(chǎn)業(yè)方向，理順管理職能。國(guó)家應(yīng)該將鋰離子電池工業(yè)產(chǎn)業(yè)作為國(guó)家“十二五”期間重點(diǎn)支柱的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)之一，加大投入力度，同時(shí)，成立專門管理鋰離子電池工業(yè)產(chǎn)業(yè)的行業(yè)協(xié)會(huì)組織， 統(tǒng)一管理和協(xié)調(diào)我國(guó)鋰離子電池工業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
3) 提高鋰離子電池工業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)。 目前鋰離子電池材料、 制作工藝等關(guān)鍵技術(shù)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)均屬國(guó)外所有，要想在鋰離子電池工業(yè)產(chǎn)業(yè)中占據(jù)高地，必須研發(fā)創(chuàng)造屬于我國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的關(guān)鍵技術(shù)。
4) 加快鋰離子電池標(biāo)準(zhǔn)化體系建設(shè)。 提高我國(guó)鋰離子電池工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化水平， 使鋰離子電池標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)適應(yīng)快速發(fā)展的鋰離子電池工業(yè)， 積極應(yīng)該國(guó)際社會(huì)技術(shù)性貿(mào)易壁壘 。
3 鋰電池安全性檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介及問題分析
3.1 鋰電池安全性檢測(cè)主要標(biāo)準(zhǔn)
鋰離子電池由于存在燃燒、爆炸等安全性隱患，國(guó)際社會(huì)針對(duì)鋰離子電池安全性制定了一系列的規(guī)章、制度以及國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等。我國(guó)鋰離子電池產(chǎn)品檢驗(yàn)主要依據(jù)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)主要有：聯(lián)合國(guó)《關(guān)于危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸建議書》第 38.3條款鋰電 池 運(yùn) 輸 安 全 性 能 測(cè) 試 (UN 38.3);GB-T8897.1-2003 《原電池 第 1 部分 總則》;GB 8897.2-2005 《原電池 第 2 部分 外形尺寸和技術(shù)要求》;GB8897.4-2008 《原電池 第 4 部分 鋰電池的安全要求》;GB/T 18287-2000 《蜂窩電話用鋰離子電池總規(guī)范》;GB/T 19521.11-2005《鋰電池組危險(xiǎn)貨物危險(xiǎn)特性檢驗(yàn)安全規(guī)范》;GB/Z 18333.1-2001 《電動(dòng)道路車輛用鋰離子蓄電池》;YD 1268.1-2003 《移動(dòng)通信手持 機(jī) 鋰 電 池 的 安 全 要 求 和 試 驗(yàn) 方 法 》;QC/T 743-2006 《電動(dòng)汽車用鋰離子蓄電池》;QB/T 2502-2000《鋰離子蓄電池總規(guī)范》;SN/T 1414.3-2004 《進(jìn)出口蓄電池安全檢驗(yàn)方法 第 3 部分 鋰離子蓄電池》;SJ/T11169-1998 《鋰電池標(biāo)準(zhǔn)》。
現(xiàn)行的國(guó)際主要鋰離子電池安全性檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)主要有：IEC 62133：2002 《含堿性或其他非酸性電解質(zhì)的蓄電池和蓄電池組-便攜式密封蓄電池和蓄電池組的安全性要求》;IEC 62281：2004《運(yùn)輸中鋰原電池和電池組及 鋰 蓄 電 池 和 電 池 組 的 安 全 》;UL 1642：2006《鋰電池》;IEEE 1625：2004《便攜式計(jì)算機(jī)用蓄電池標(biāo)準(zhǔn)》;IEEE 1725：2006 《蜂窩電話用蓄電池標(biāo)準(zhǔn)》。
3.2 鋰電池安全性檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)分析
目前， 國(guó)內(nèi)外鋰離子電池安全性檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)基本都是符合性檢測(cè)型標(biāo)準(zhǔn)，即標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定短路、過充電、強(qiáng)制放電、振動(dòng)、沖擊、擠壓、針刺、重物撞擊、跌落、溫度試驗(yàn)、低氣壓等電氣、機(jī)械和環(huán)境方面的試驗(yàn)項(xiàng)目， 用以模擬電池在正常使用以及可預(yù)見的誤用時(shí)的應(yīng)用情況，確保產(chǎn)品在這些情況下的安全性。 這種標(biāo)準(zhǔn)形式具有判據(jù)清晰、操作性好的優(yōu)點(diǎn)，只需針對(duì)成品電池進(jìn)行試驗(yàn)室檢測(cè)即可判定是否符合標(biāo)準(zhǔn)，缺點(diǎn)則是無法全面有效地保障產(chǎn)品的質(zhì)量與安全性， 因?yàn)榘踩宰鳛楫a(chǎn)品性能的一個(gè)組成方面是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造過程中形成并確立的， 現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的考核對(duì)象與此存在偏差， 此外安全試驗(yàn)是破壞性檢驗(yàn)，只能采用抽樣檢測(cè)的方式進(jìn)行，這種方法本身也存在一定的風(fēng)險(xiǎn)概率。
對(duì)比國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)可見， 我國(guó)鋰電池安全標(biāo)準(zhǔn)欠缺整體規(guī)劃。 一方面國(guó)家與行業(yè)兩級(jí)標(biāo)準(zhǔn)間，以及各類行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)間缺乏協(xié)調(diào)，標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象存在一定的交叉、重復(fù)，另一方面標(biāo)準(zhǔn)沒有統(tǒng)一的指導(dǎo)思想，既有單純的安全標(biāo)準(zhǔn)，又有包括電性能、環(huán)境適用性能及安全性能等全部要求的總規(guī)范性質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)。 相比較而言，國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)在工作思路及相互間關(guān)系上則較為統(tǒng)一、協(xié)調(diào)，如 IEC 針對(duì)產(chǎn)品安全性單獨(dú)制定標(biāo)準(zhǔn)，其他標(biāo)準(zhǔn)如產(chǎn)品總規(guī)范規(guī)定電性能等其他要求， 安全要求直接引用安全標(biāo)準(zhǔn);IEEE 則針對(duì)不同用途分別制定包括安全要求在內(nèi)的產(chǎn)品總規(guī)范。
4 關(guān)于鋰離子電池安全性檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)工作的建議
工業(yè)和信息化部已經(jīng)成立了電子產(chǎn)品安全標(biāo)準(zhǔn)工作組，準(zhǔn)備開展鋰離子電池安全標(biāo)準(zhǔn)工作，并提出了制定便攜式鋰離子電池安全標(biāo)準(zhǔn)的工作目標(biāo) 。 結(jié)合我國(guó)鋰離子電池工業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展及安全標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀，建議我國(guó)鋰離子電池安全性檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)制定工作注意以下幾個(gè)方面:
1) 建立統(tǒng)一的鋰離子電池安全性檢測(cè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)?？紤]到鋰離子電池的生產(chǎn)、營(yíng)銷、使用等遍及國(guó)民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域， 應(yīng)以最高級(jí)別的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的形式制定統(tǒng)一的鋰離子電池安全性檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。 為保持安全標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一， 應(yīng)將現(xiàn)行國(guó)家與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)內(nèi)容以包含或整合的方式加以替代; 將來隨著鋰離子電池的發(fā)展，通過標(biāo)準(zhǔn)修訂的方式更新其安全要求，不再另行制定其他安全標(biāo)準(zhǔn)。
2) 統(tǒng)一的安全標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該與鋰離子電池的產(chǎn)品情況相適應(yīng)。目前鋰離子電池大致劃分為能量型和功率型兩大類，兩類產(chǎn)品在材料、設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)等方面存在一定差異，在相同的安全前提下，其標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)方法乃至要求都可能不同。便攜式電池屬于能量型， 包括手機(jī)、 筆記本電腦、 數(shù)碼相機(jī)和攝像機(jī)用鋰離子電池等， 而電動(dòng)工具、 電動(dòng)自行車和電動(dòng)汽車用鋰離子電池可歸為功率型， 建議分別制定能量型和功率型鋰離子電池安全標(biāo)準(zhǔn)。制定鋰離子電池安全標(biāo)準(zhǔn)時(shí)要掌握 “適度”原則， 即標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)尋求并建立產(chǎn)品安全與性能的最佳結(jié)合點(diǎn)，因?yàn)榘踩栽胶猛馕吨娦阅茉讲睢?
3) 鋰離子電池安全性檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容應(yīng)涵蓋產(chǎn)品設(shè)計(jì)及制造工藝，并建立相應(yīng)的監(jiān)管認(rèn)證機(jī)制。絕大多數(shù)鋰離子電池的安全問題是由現(xiàn)行安全標(biāo)準(zhǔn)難于模擬的內(nèi)部短路缺陷所引起的， 因此應(yīng)將鋰離子電池的設(shè)計(jì)和制造過程全面納入質(zhì)量控制體系方能有效避免產(chǎn)品內(nèi)部短路的隱患。 新制定的安全性檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)將其內(nèi)容拓展至產(chǎn)品上游的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)環(huán)節(jié)。 建議國(guó)家質(zhì)檢部門在依據(jù)新的安全性標(biāo)準(zhǔn)開展鋰離子電池強(qiáng)制安全認(rèn)證工作時(shí)， 除最終產(chǎn)品安全性檢測(cè)外，還應(yīng)對(duì)包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)與工藝評(píng)審、制造過程監(jiān)督等內(nèi)容進(jìn)行認(rèn)證， 并參照質(zhì)量體系認(rèn)證做法，建立定期復(fù)查與隨機(jī)抽檢的制度，如此將可確保標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容最大限度地得以貫徹與實(shí)施。
原標(biāo)題:全球70%市場(chǎng)|中國(guó)鋰離子電池產(chǎn)業(yè)將去向何方？
