摘要:简介:曾在机械、汽车行业技术落后的中国,凭新能源产业迎来转机。在能源安全与产业升级需求下,新能源汽车飞速发展,全固态电池技术突破,稀土电池潜力巨大,看中国如何借势崛起。
简介:曾在机械、汽车行业技术落后的中国,凭新能源产业迎来转机。在能源安全与产业升级需求下,新能源汽车飞速发展,全固态电池技术突破,稀土电池潜力巨大,看中国如何借势崛起。
你能想象吗?曾经,咱们在机械和汽车这些传统行业里,想靠着市场换技术,结果却处处碰壁。可谁能料到,新能源这股浪潮一来,一切都不一样了,中国产业发展迎来了前所未有的机遇。
以前,在机械行业,像德国、日本,人家靠着上百年的工业沉淀,在高端装备制造、精密机械加工这些核心技术上,那优势大得没话说。就拿德国机床来说,加工精度和稳定性长期世界领先,专利一大堆,技术壁垒高得咱们很难跨过去。咱们的机械企业,想往高端制造发展,可因为缺自主核心技术,在国际市场上很难拿到高附加值订单,处处受限。
汽车行业也是同样的困境。国外汽车品牌经过多年发展,发动机、变速器等关键零部件技术,还有整车调校技术,都比咱们厉害。专利布局上人家也早早完成,咱们车企搞技术研发、产品创新的时候,动不动就可能碰上专利侵权纠纷。就说传统燃油发动机,国内研发起步晚,数据样本少,电控逻辑、燃烧效率这些核心参数优化得不够,精密制造和材料科学也有差距,发动机性能和耐用性比不上人家,再加上专利限制,想逆向研发都难,技术追赶的路太难走了。
不过,风水轮流转,中国电子和电器行业的发展,那可是打出了漂亮的翻身仗。在电子行业,珠三角、长三角和京津冀地区,形成了超厉害的产业集群。就拿深圳来说,那儿电子元器件生产企业、电子产品制造企业,还有科研机构、服务企业全都扎堆。从最基础的电子芯片、电阻电容,到产品组装,再到前沿技术研发,形成了完整又高效的产业链。企业之间合作紧密,信息交流快,新技术、新工艺能很快传播应用,产业创新和生产效率大大提高。像华为、中兴这些通信设备制造企业,靠着周边完善的产业集群,能快速拿到高质量零部件,高效完成产品研发生产,在国际通信市场站稳脚跟。
我国家电行业靠着产业集群优势,也取得了辉煌成就。青岛有海尔、海信这些知名家电企业,围绕它们,压缩机、电机、模具、塑料件等配套企业都聚集起来,本地配套率高,形成了完整的家电产业链。顺德是美的等家电巨头总部所在地,家电产业发达,产业集群效应明显,企业竞争又合作,不断推动技术创新和产品升级。据统计,咱们国家空调产量占全球约80%,电冰箱、洗衣机产量占全球约40%,中国家电在世界市场那可是响当当的“国货之光”。
说到这儿,就不得不提新能源产业,它的崛起,给中国产业发展带来了新希望,尤其是在稀土电池技术方面,有望成为咱们掌控行业主动权的关键。我国是稀土资源大国,储量占世界总储量约23%,矿种和稀土元素都很齐全。稀土元素在电池领域优势独特,能改善电极材料结构和性能,提高电池充放电效率、循环寿命和能量密度。比如在正极材料里掺入稀土氧化物,就能增加材料稳定性和电化学活性。
在新能源汽车发展浪潮里,稀土永磁电机被广泛应用。和传统电机比,它效率和功率密度更高,能有效提升新能源汽车动力性能和续航里程。我国在稀土永磁电机技术研发和生产上有一定优势,随着新能源汽车市场快速增长,这个优势会越来越明显。在储能领域,稀土电池凭借高能量密度、长循环寿命、快速充电和良好低温性能等特点,也展现出巨大应用潜力。而且,我国在稀土电池技术研发和应用上已经有成果了,新型稀土储氢合金电极材料生产线投产运行,产品供应国内镍氢动力电池企业,打破了日本在相关技术和产品上的垄断。这种新型储氢合金容量提高约30%,安全性好、低温性能佳,温差适用范围宽,零下40摄氏度也能正常使用,能用于制备镍氢动力电池,应用在汽车混合动力电池以及固态储氢及氢燃料电池等领域。
再聊聊新能源汽车产业,这可是我国产业发展的重头戏。先说说发展新能源汽车产业的原因。从能源安全角度看,咱们国家石油对外依存度高,发展新能源汽车能减少对传统燃油的依赖,降低国际油价波动对我国经济的影响,增强能源自给能力,保障国家能源安全。环境方面,新能源汽车尾气排放少甚至零排放,能减少空气污染和温室气体排放,助力应对气候变化,实现碳达峰、碳中和目标。产业升级上,新能源汽车融合了新能源、新材料、互联网、大数据、人工智能等多种技术,发展它能带动相关产业创新发展,促进产业结构优化升级,培育新的经济增长点。国际竞争层面,全球汽车产业向电动化、网联化、智能化转型,发展新能源汽车能让我国在这个新兴领域占据一席之地,提升国际竞争力,从汽车大国迈向汽车强国。
这些年,新能源汽车产业发展效果显著。市场规模不断扩大,我国新能源汽车年产销量从原来不足2万辆,增加到现在均约950万辆,占全球比重超60%,国内市场占有率从不足0.1%增至31.6%,2024年有望突破40%,2026年预计超过50%,逐渐在汽车市场占据主导地位。技术上也有很多突破创新,大规模量产三元电池单体能量密度达到300瓦时/公斤,驱动电机峰值功率密度超过10千瓦/公斤,800伏碳化硅电驱、5C超快充加速普及,纯电动乘用车百公里平均电耗快达到12千瓦时的规划目标了。产业链也越来越完善,建成了涵盖基础材料、单体电芯、系统集成、制造装备、回收利用等在内的完备动力电池产业体系,“三电”技术有了竞争优势,智能座舱、智能驾驶应用达到国际先进水平。
展望未来,新能源汽车产业也有明确的发展方向。技术创新会持续推进,继续加大在电池技术、智能网联技术、自动驾驶技术等关键领域的研发投入,提高新能源汽车的性能、安全性和智能化水平。比如开发更高能量密度的电池,实现更长续航里程;推动L3及以上级别自动驾驶技术的商业化应用。产业融合会不断深化,加强新能源汽车与能源、交通、信息通信等领域的深度融合,构建智能交通生态系统。像实现车辆与电网的智能互动,优化充电设施布局,提高充电效率;推动车路协同技术发展,提升交通运行效率和安全性。国际化发展步伐也会加快,中国品牌会坚定布局海外市场,通过建立海外生产基地、加强国际合作等方式,提升在全球新能源汽车市场的份额和影响力,打造具有国际竞争力的品牌,同时积极参与国际标准制定,提升我国在新能源汽车领域的话语权。服务体系也会不断完善,进一步完善充换电基础设施网络,提高充电服务的便利性和可靠性,加强售后服务体系建设,提高维修保养、电池回收等服务水平,为消费者提供更好的使用体验。
还有全固态电池技术,也取得了不少突破。在正极材料方面,清华大学物理系张跃钢课题组设计验证了一种在全固态锂硫电池正极中原位构建固体电解质离子通道网络的方法,能在电池循环时形成硫代磷酸锂固态电解质,在正极内部建立三维离子通路,激活更多活性物质,降低正极离子传输阻抗,让全固态锂硫电池在较高活性物质面载量条件下性能优异。硫化物电解质方面,中科院青岛能源研究所武建飞研究员团队针对Li₃PS₄硫化物电解质离子电导率低、与锂负极界面不稳定的问题,提出双元素共掺杂改性策略,制备出新型硫化物固态电解质Li₃.₀₄P₀.₉₆Zn₀.₀₄S₃.₉₂F₀.₀₈,离子电导率比未掺杂的提高了3.5倍,室温下活化能低至9.8kJ/mol,与锂金属负极界面稳定性良好,制备的全固态锂硫电池初始放电容量高,循环性能好。叠层工艺上,中科院青岛能源研究所解决了硫化物全固态电池叠层工艺的行业痛点及瓶颈问题,制备的多层叠片软包电池循环300次容量几乎不衰减,正在筹备20Ah硫化物全固态电池成型生产线落地工作,有望2026年率先实现硫化物全固态电池批量化生产。粒径调控方面,欧阳明高院士工作站(四川新能源汽车创新中心)在硫化物电解质的粒径调控上有进展,研发的纳米级硫化物电解质快进入量产阶段了,控制颗粒大小能让电解质强度和导电性更好,有助于提升硫化物固态电池性能。成本控制上,苏州德加能源科技有限公司的固态电池量产发布并交付首批产品,核心材料固态电解质成本比传统硫化物固态电解质下降了98%以上,打通了固态电池商业化的“最后一公里”。电池制备工艺方面,智己L6 Max光年版搭载的固态电池采用自研的“高离子电导率、耐高温固态电解质”,以及行业首创的“干法固态电解质层一体成型”技术,电芯整体内阻大幅下降,获得超快充性能,虽然是半固态电池,但制备工艺的创新也给全固态电池发展提供了借鉴。
从过去在传统产业的艰难追赶,到如今在新能源领域的突破和发展,中国产业发展的道路虽然充满挑战,但也满是希望。未来,随着技术不断进步,产业持续升级,中国一定能在全球产业竞争中占据更重要的位置,走出一条属于自己的产业强国之路。
来源:悠闲的治水大禹