淄博國利新電源科技有限公司董事長韓世幸向中國工程院院士、中國稀土行業協會會長、中國稀土學會理事長干勇介紹電容型鎳氫動力電池在純電動轎車的應用情況。

淄博國利新電源科技有限公司董事長韓世幸在第八屆中國包頭·稀土產業(國際)論壇上作報告。

這臺被譽為“功勛車”的電容型鎳氫動力電池純電動公交車已安全行駛21萬公里。

8月8日上午，以“創新、協調、共享、發展”為主題的第八屆中國包頭·稀土產業(國際)論壇暨2016稀土功能材料與應用產品國際展覽會隆重開幕。作為稀土行業最具權威的頂級盛會和產業發展的風向標，論壇的每一屆舉辦都吸引著世界的目光。

記者在大會上獲得了一個令人振奮的消息：由淄博國利新電源科技有限公司首創的稀土新電源——電容型鎳氫動力電池在純電動公交車領域應用實現重大技術突破，成功解決了制約我國“三北地區”(東北、西北、華北)純電動公交車“冬天怕冷跑不動、電量不足跑不遠，電池衰減太快跑不久”的三大突出難題，為我國引領世界純電動車快速發展提供了強有力的技術支撐。據該公司董事長韓世幸介紹，電容型鎳氫動力電池首次應用稀土新材料，具有“安全、耐寒、快充、壽命長、環保可回收”等五大特性，經過長達近五年的測試和中試，截至2016年7月底，我國首批配載該電池的百余輛純電動公交車在山東淄博已安全運行千萬公里。這項被譽為“新能源汽車技術重大革命”的新成果在大會上一經發布，立刻成為業界矚目的焦點。

可耐零下50℃的超低溫：讓純電動公交車冬季不再怕冷

包頭國際會展中心廣場上，淄博國利新電源科技有限公司布置的展臺上，一輛12米長的純電動公交車在蔚藍的天空下格外醒目，吸引著一撥又一撥的參觀者。這是我國首次配載電容型鎳氫動力電池在2011年上線的第一輛純電動公交車，目前已安全運行達21萬公里，被公司譽為“功勛車”。

冬天最低氣溫零下23℃，夏天最高溫度42℃，該車已歷經了5個寒暑的連續運行考驗，目前電池充放電效率仍達到94%以上，充滿電后電池電壓小于20毫伏，電池容量衰減小于5%。“若不是前來參加這次大會展覽，這輛車仍每天照常運行。”該公司副總經理石志水向記者介紹。

純電動公交車最核心的部分是動力電池。資料顯示，我國僅“三北”地區大約就有30余萬輛城市純電動公交車的龐大市場。近年來，我國動力電池在技術上雖取得了一定的進步，但關鍵瓶頸技術上依然缺乏重大突破，“三北”地區冬季純電動公交車“冬天怕冷跑不動、電量不足跑不遠，電池衰減太快跑不久”的三大難題突出，導致純電動公交車在推廣應用上速度緩慢，至今難成規模。據《中國汽車報》7月21日報道，就連偌大的北京城，在2015年全年也僅推廣了625輛純電動公交車。業內專家稱，“三大難題”已嚴重制約了純電動公交車的發展步伐。

為讓更多人了解電容型鎳氫動力電池給純電動汽車產業帶來的“新革命”，淄博國利新電源科技有限公司特地在大會上布置了室內室外兩個大型展臺。包頭國際會展中心一樓大廳的展臺上停放著的一輛中華轎車，吸引了眾多參觀者駐足，很多外國專家也紛紛上前咨詢，讓公司技術人員有些應接不暇。這輛看似普通的轎車，為何有如此魅力?這是淄博國利新電源科技有限公司在國內第一輛裝配100Ah電容型鎳氫動力電池的純電動轎車。

2012年1月12日—15日，這輛轎車在黑龍江黑河紅河谷汽車測試中心進行了極寒測試，在零下36℃到零下25℃條件下擱置20小時，通過一次充電仍可以行駛100余公里。截至目前，該轎車已安全行駛185629公里，電池容量衰減小于5%，創造了國內純電動轎車前所未有的佳績。

今年1月22日—24日，寒潮來襲，使我國北方地區已有的純電動公交車幾乎無法按時發車，而裝配稀土新電源的純電動公交車卻照常運行，令許多乘客為此贊嘆不已。據介紹，電容型鎳氫動力電池具有超耐寒的特性，即使在零下50℃的超低溫情況下依然可以使用。

經過近五年的全天候運行，電容型鎳氫動力電池憑借運行高效、質量穩定、環保節能、耐寒持久的優越性能，解決了我國“三北”地區純電動公交車應用中的三大難題，成為純電動公交車的“黃金搭檔”，創造了業界新的傳奇。

這項新技術的成功應用，讓公司董事長韓世幸不僅看到了巨大的市場空間，也更堅定了向全國大力推廣以造福人民群眾的決心和信心。“電容型鎳氫動力電池是一個關系著國計民生的新興技術，我堅信在未來幾年，安全、耐寒、環保、高效的城市純電動公交車將成為這些地區市民出行的主要交通工具。”

“慢充快補、高效直充”：讓純電動公交車跑得更久更遠

2011年12月29日，淄博國利新電源科技有限公司裝配300Ah電容型鎳氫動力電池的12米純電動公交車從臨沂出發，一路翻山越嶺，連續行駛300公里到達淄博，讓人們見證了電容型鎳氫電池的持久性和可靠性。

“由于現在鋰電池的知識產權、核心技術及核心材料幾乎都在國外，我國發展新能源汽車在動力電池上需要加快創新步伐。”韓世幸介紹，淄博國利新電源科技有限公司創新團隊整合鎳氫動力電池能量密度和超級電容器大功率方面的優勢，采用稀土新材料，大膽革新生產工藝和研發生產設備，使貯氫合金與碳等材料非對稱結合，研制出國內首款具有自主知識產權的稀土新電源——電容型鎳氫動力電池，實現了既能快速充電又能大容量儲電，成功破解了純電動公交車車用動力電池難以克服的壽命短、安全性差、穩定性低、溫差影響大、不能快速充電的技術瓶頸。該產品的成功應用，將使得長期困擾我國北方冬季純電動公交車因寒冷無法正常運行的狀況成為歷史。

來自中國北方車輛研究所動力電池測試中心對電容型鎳氫動力電池權威的檢測數據表明：200Ah電容型鎳氫動力電池循環壽命達3000次，電池容量僅衰減2%。在擠壓、針刺、短路、加熱、震動等情況下，電池不燃燒，不爆炸。國利公司實驗室采取對電池采用330A充電10分鐘，80A放電40分鐘的試驗方式，目前已循環近27000次，電池容量僅衰減8%。在純電動車試運行階段，對電池組的安全性進行實際檢驗顯示，5個月充放電9000余次，電池無短路、破裂、著火、爆炸等現象。

該公司科研團隊還依據電池的技術特性，創新研究出以“慢充快補”為主要內容的純電動公交車直接充電運行技術路線，每天可為純電動公交車提供300千瓦以上的有效電能，公交車可一年四季全天候、全覆蓋(無燃油燃氣車夾雜)運行200公里左右。

所謂“慢充快補”，即夜間緩慢充電為主，白天間歇快補為輔，這在淄博市供電公司電動汽車服務公司經理王先明看來，是一種極其簡便的充電模式，晚上慢充1個半小時左右即可充80%左右負荷，而白天在起始停車間隙，用10分鐘左右即可補充車輛一個往返30—50公里消耗的電量。此方法可以滿足車輛每天5個往返，總里程200公里的用電需求。

“這種模式不用投巨資建設大規模充換電站，只需要在公交車起點或終點建設小規模充電場所即可，建設成本低，同時也大大降低了運行成本。”據韓世幸介紹，自2012年2月以來，淄博市已先后投入4條公交線，100余臺12米電容型鎳氫動力電池純電動公交車上線運行近千萬公里。平均單車年行駛4萬余公里，單車4年最大行駛已達21萬公里。

這無疑是我國自主研發的動力電池在純動公交車應用上取得的重大突破。經過近5年的上線運行證實，電容型鎳氫電池憑借運行高效、質量穩定、環保節能、耐寒持久的優越性能，不僅引領著行業技術發展的方向，更直接解決了我國“三北”地區純電動公交車應用中的三大難題，創造了業界新的傳奇。山東省科技廳組織的專家鑒定認為，該產品技術在快速充放電性能、溫度適應性、循環壽命和充放電模式方面均達到國際先進水平，為我國大面積推廣電容型鎳氫動力電池純電動車奠定了堅實的基礎。

目前，電容型鎳氫動力電池項目已獲得25項國家專利，其中國家發明專利8項，掌握完全的知識產權，先后被列入山東省首批100個戰略性新興產業項目和山東省自主創新專項，并榮獲山東省節能優秀成果獎。

據介紹，電容型鎳氫動力電池除應用于純電動公交車外，在叉車、鐵路機車、軍工裝備、安防設施等領域開展的一系列應用試驗，均取得良好成果，大大擴展了產品應用空間。“國利公司研發的電容電池十分具有推廣價值，中國的純電動公交車有希望了”。中國工程院院士、解放軍防化研究院第一研究所研究員楊裕生高度評價這項技術。

安全、環保、節能：實現真正零排放

由于電容型鎳氫動力電池添加的是無機電解液，不燃燒、抗過充，過放性好，徹底消除了電池燃燒爆炸的根源，一次性通過國家863電動汽車重大專項動力電池測試中心的安全性檢測。

據專家介紹，該電池的電容特性減少了大電流充電的電化學極化電阻，降低了大電流沖擊導致的極板膨脹，所以電池使用壽命得到延長，這也意味著分攤到每年的運行成本大為降低。淄博市136路公交線是全國第一條正式運行的電容型鎳氫動力電池純電動公交線路，往返40公里，12米長的純電動公交車每公里實際耗電費僅為1元，比同型號燃油公交車節省成本1.5元。“按照8年行駛(年行駛3萬公里以上國家有補貼)30萬公里計，與燃油車相比，在壽命期內可節約費用約45萬元。”韓世幸給記者算了一筆賬。

眾所周知，燃油汽車尾氣是城市空氣污染的主要來源。以淄博市為例，目前該市擁有各類公交車3000余輛，其中油氣混合公交車近千輛，柴油公交車2000余輛，尾氣排放污染嚴重。若全部采用純電動公交車，全市年可減少二氧化碳5萬噸以上，并杜絕了燃油公交車二氧化硫、粉塵的污染物的排放。

對于駕駛員而言，純電動公交車備受青睞。“開了20多年燃油公交車，這次換了純電動車，感覺真的解放了”。王磊是淄博市首批電容型鎳氫動力電池公交車司機，他告訴記者，以前開燃油公交車行駛一天下來，滿身的油味，再加上車輛的顛簸和噪音讓人感到身心俱疲。“現在好了，這車跑的平穩，沒噪音，沒油味，天天開心情都很清爽。這種車不用踩離合，換檔位，不用加油、加水，操作簡便，大大降低了公交司機的勞動強度。”

平穩、連續、不間斷運營，動力足、噪音小、零排放，稀土電容型鎳氫動力電池的各種指標均創造了環保的新紀錄，經濟效益更是明顯優于燃油和燃氣公交車，為在國內大范圍推廣打下了堅實的基礎。

在第八屆中國包頭·稀土產業(國際)論壇上，韓世幸向外界宣告：電容型鎳氫動力電池在制造使用過程中無任何有毒有害物質排放，凡配載稀土新電源的純電動公交車，電池報廢全部實行有償回收。此舉徹底解決了報廢電池的二次污染，實現了真正的零排放。

電池本身含有稀土元素，回收技術成熟，在電池生產和使用過程中可實現稀土、鎳等國家稀有戰略資源的循環利用和動態儲備。據業內專家介紹，該電池的成功應用不僅能改變我國現有工業經濟模式和能源供應模式，減少對石油的依賴，對能源替代戰略乃至安全戰略均具有重要的現實意義。

稀土新電源產業化：帶動我國稀土產業升級轉型

2015年11月11日，是我國電容型鎳氫動力電池發展具有里程碑式的重大日子，淄博國利新電源科技有限公司產品被工信部列入我國首批《汽車動力蓄電池行業規范條件》企業及產品目錄。這也標志著填補一項項國內同行業技術空白的稀土新電源正式步入產業化。該公司在世界上首次將稀土新材料應用于電容型鎳氫動力電池，是我國豐度稀土高端產業應用研究取得的重大突破，為擴大稀土產業開發應用開辟了一條嶄新之路。

“據統計，目前全國有各類公交車約70萬輛，其中西北、華北和東北地區大約30萬輛，將‘三北’區域30%的公交車發展為電容型鎳氫動力電池純電動公交車，年富余稀土鑭鈰元素的三分之一將得到充分利用。”韓世幸告訴記者。

近年來，我國釹鐵硼等稀土永磁材料的產量和應用規模快速增長，但一并分離出的、占總產量70%左右的鑭鈰等豐度稀土元素則需求不足。目前鑭鈰產能約10萬噸，每年大約有5萬噸的鑭鈰產品富余下來并占用大量庫存。稀土資源開發利用的不均衡嚴重影響了我國稀土產業的健康發展，推進鑭鈰等豐度稀土元素在高端領域的開發應用，已成為我國要實現從稀土大國向稀土強國轉變的關鍵環節。

解決稀土開發利用不均衡的機遇正在到來。近年來，我國先后發布的《國家中長期科學和技術發展規劃綱要》《節能與新能源汽車產業發展規劃》《關于加快新能源汽車推廣應用的指導意見》等均明確將大力發展“更加環保，更加可持續”的新能源汽車技術作為解決日益加劇的能源危機和環境惡化問題之重要途徑。可見，純電動汽車已是新能源汽車發展的重要方向。

而鑭鈰金屬元素正是稀土新電源電極材料——儲氫合金的主要活性成分。“能夠大量消耗鑭鈰稀土元素的材料雖然較多，但最有發展空間的還是稀土儲氫合金。”據韓世幸董事長介紹，在純電動公交車用的動力電池稀土儲氫合金中，鑭鈰用量大約占30%。按照一輛12米純電動公交車需要稀土鑭鈰約300公斤計算，僅此領域稀土鑭鈰總需求就約為12萬噸，貯氫合金36萬噸，將會促進相關稀土材料的開采、深加工、終端應用和其他配套領域產業的發展，并拉動產業增長數百億元。

面對新能源汽車良好發展趨勢，該公司也提出了五年(2016—2020)發展規劃：建立在我國稀土資源優勢之上，形成“發揮核心技術優勢，以純電動公交車用電容型鎳氫動力電池為龍頭兼容促動其他”的經營格局，組建包頭稀土新能源產業集團，打造“三北地區”純電動公交車用電容型鎳氫動力電池及相關配套產品的基地，形成年產值達到50億元以上，年產12米純電動公交車用5000臺/套電容型鎳氫動力電池及其三大部件的生產能力。

這是一個讓多頭受益、可實現雙贏的發展戰略。依托包頭構筑起的高效稀土產業鏈，不僅促進了我國稀土資源可持續性發展，隨著稀土新電源純電動公交車大面積推廣，稀土得到循環利用，必將為包頭這座資源型城市開辟出一條“稀土資源永不枯竭”的發展繁榮之路。

為加快產業化步伐，淄博國利新電源科技有限公司目前在淄博市投資10.6億元，年產12億Ah的稀土新電源—電容型鎳氫動力電池產業化項目已破土動工，一期工程將在2017年6月底前投產。為實現資源優化組合，包頭純電動汽車關鍵核心零部件項目預計將于2017年下半年投產，將逐漸發展成為全球一流的新能源汽車零部件產業鏈一系列新項目的穩步推進，將帶動豐度稀土向高端產業的“華麗轉身”，有力促進我國稀土從資源優勢向經濟優勢的轉變，使稀土新材料產業效益得到大幅提升。

“我們公司正通過科技創新實現產業報國，電容型鎳氫動力電池的產業化不僅會推動我國鎳氫電池產業和稀土儲氫合金材料產業的崛起，進一步拓展鑭、鈰等豐度稀土的消費應用市場，更將有力促進國內稀土資源高效平衡利用發展戰略，極大地帶動稀土產業升級轉型。中東有石油，我國有稀土。我們愿為完成老一輩的宏偉戰略構想而做出不懈的努力!”對此，韓世幸信心十足。