未來,動力電池的發(fā)展趨勢必定是三元電池為主流,多條技術(shù)路線共同發(fā)展。對于企業(yè)來說布局兩條,甚至多條技術(shù)路線進(jìn)行研發(fā)生產(chǎn)已成為越來越多企業(yè)的共同選擇。
7月6日,工信部發(fā)布了第297批獲得許可的《道路機(jī)動車輛生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品》目錄。據(jù)統(tǒng)計,共有227款新能源車進(jìn)入,其中包含71款改裝車型和27款底盤。
在227款新能源車型中,搭載磷酸鐵鋰電池的車型共有110款,占比48.5%;而搭載三元材料電池的車型有57款,占比為25.1%;搭載錳酸鋰電池的車型則有39款,占比17.2%;搭載鈦酸鋰電池的車型有3款,占比1.3%。另外,還有18款車型未注明具體電池類型。
動力電池路線呈多元化
顯然,目前動力電池市場主要分為四種技術(shù)路線,分別是:磷酸鐵鋰、三元電池、鈦酸鋰、錳酸鋰。除此以外,氫燃料電池也逐漸受到市場青睞,5月2日工信部發(fā)布的第四批目錄和6月2日工信部發(fā)布的第五批目錄中,分別有兩款燃料電池入圍。
從目前動力電池的發(fā)展趨勢來看,一方面已基本可以確定動力電池的發(fā)展方向為鋰離子電池;另一方面動力電池的研發(fā)方向呈多線路共同推進(jìn)的局面。雖然動力電池在技術(shù)路線上呈現(xiàn)“百花齊放”的狀態(tài),但對主流市場的爭奪卻是由來已久,誰能勝出暫時不得而知。
國家新能源汽車技術(shù)創(chuàng)新工程專家組組長王秉剛指出,現(xiàn)在市場上應(yīng)用的技術(shù)都有可能被淘汰,還說不清楚哪項技術(shù)可以穩(wěn)定下來,誰能夠掌握創(chuàng)新的主動權(quán),誰就有可能掌握未來動力電池的命運(yùn)。
多種路線共同推進(jìn)
珠海銀隆董事長魏銀倉指出,動力電池應(yīng)遵循五角星理論,即長壽命、耐寬溫、高可靠、功率能量密度兼顧、多功能,同時低成本也至關(guān)重要。這些動力電池的性能指標(biāo),是所有鋰電池企業(yè)的共同追求。
但是目前為止,還沒有出現(xiàn)哪一種電池在所有性能上均超越其他同類電池,因此在市場應(yīng)用上各條技術(shù)路線互有優(yōu)劣,都有其市場根基和主要應(yīng)用領(lǐng)域。
首先來看三元電池,電池容量大和能量密度高是其最大的優(yōu)勢,能有效緩解乘用車消費(fèi)者對電池的里程焦慮,也讓三元電池在乘用車市場一家獨(dú)大,在專用車領(lǐng)域的市場份額也不斷提高。
盡管三元電池在比能量方面的優(yōu)勢非常突出,但因熱穩(wěn)定性差帶來的安全問題的短板同樣顯著。6月11日,山東省日照市一輛特斯拉撞擊護(hù)欄后發(fā)生火災(zāi),目前事故原因正在調(diào)查中。
而此前,特斯拉已發(fā)生數(shù)起火災(zāi)事故,包括4月底,廣州一輛特斯拉ModelX在高速路上被燒得只剩骨架;3月初,也有微博用戶爆料,位于上海金橋特斯拉超級充電站的兩臺ModelS也發(fā)生了起火事故。導(dǎo)致以上事故無論是內(nèi)因還是外因,都表明即便是特斯拉這樣的技術(shù)引領(lǐng)者也無法做到完全消除三元電池的火災(zāi)隱患。
特斯拉尚且如此,其他電動車造成的火災(zāi)事件更是層出不窮,所幸還沒有造成集體傷亡。因此,盡管在今年初工信部就解除了三元電池應(yīng)用于客車的限制,但在已發(fā)布的1~6批推薦目錄中,客車車型的配套電池依然將三元電池基本排除在外,作為商用客車的應(yīng)用要素,安全性畢竟是擺在第一位的。
三元電池安全性待提升
其次來看磷酸鐵鋰電池,作為國內(nèi)最成熟的技術(shù)路線,磷酸鐵鋰憑借高安全、高循環(huán)的性能優(yōu)勢,一度主導(dǎo)國內(nèi)市場。但隨著新能源產(chǎn)業(yè)的推進(jìn),市場發(fā)展趨勢開始向高能量密度轉(zhuǎn)變,而磷酸鐵鋰的能量密度已基本達(dá)到理論上限。因此,磷酸鐵鋰能量密度低的缺陷日漸突出,逐漸退出主流市場。
目前來看,磷酸鐵鋰在與三元電池的競爭中,在專用車市場節(jié)節(jié)敗退,在乘用車市場完全退出。雖然在客車領(lǐng)域仍然是磷酸鐵鋰的天下,不過磷酸鐵鋰低溫性能差的缺陷,也限制了磷酸鐵鋰在冬天的使用和在北方市場的推廣,給了鈦酸鋰和錳酸鋰瓜分客車市場的機(jī)會。
再來看錳酸鋰,其主要應(yīng)用于插電式混合動力客車市場和少部分純電動客車市場,錳酸鋰安全性高和成本低的優(yōu)勢完全能契合商用客車的市場需求,在純電動客車市場,相比于磷酸鐵鋰具有的低溫性能好的優(yōu)勢,讓錳酸鋰能在北方客車市場立穩(wěn)腳跟。然而,高溫性能差的缺陷也限制其在純電動客車市場的進(jìn)一步擴(kuò)張。
插電式混合動力客車由于對電池的使用性能要求不高,因此電池價格在市場競爭中就顯得尤為重要。星恒研發(fā)總監(jiān)程凱指出,錳酸鋰材料本身就具備突出的成本優(yōu)勢,隨著國內(nèi)新能源汽車蓬勃發(fā)展,鋰離子電池原材料均大幅漲價,碳酸鋰、六氟磷酸鋰、鎳、鈷,銅無一幸免,而僅有錳酸鋰主要材料二氧化錳價格穩(wěn)定。
最后來看鈦酸鋰和燃料電池,目前這兩類電池都僅少量應(yīng)用于純電動客車市場,但發(fā)展市場迅猛且市場潛力巨大。國內(nèi)鈦酸鋰電池快速發(fā)展離不開珠海銀隆的快速崛起,2010年5月珠海銀隆完成對美國奧鈦納米技術(shù)有限公司的收購,為珠海銀隆奠定了技術(shù)支撐。
2016年12月董明珠以個人的名義投資珠海銀隆,為珠海銀隆打開了市場局面。相比于其他技術(shù)路線,鈦酸鋰電池在安全性、循環(huán)壽命、耐高低溫和充電時間上的性能都遠(yuǎn)超其他技術(shù)路線,但是卻也面臨能量密度低和成本高的缺陷。不過魏銀倉表示,通過持續(xù)的創(chuàng)新研發(fā)珠海銀隆鈦酸鋰電池的能量密度將超過磷酸鐵鋰電池,市場潛力未來將進(jìn)一步增強(qiáng)。
珠海銀隆鈦酸鋰電池客車
氫燃料電池能從根本上解決電動汽車的性能不足,完全消除用戶對安全性和能量密度等電池性能的焦慮,不過燃料電池同樣面臨成本高昂、加氫站建設(shè)困難、氫燃料存儲不易等現(xiàn)實困境。同時相比于國外,國內(nèi)市場起步較晚,還需經(jīng)歷一段市場醞釀期來進(jìn)行技術(shù)儲備。
當(dāng)然,即便是電池性能的缺陷部分,也能滿足應(yīng)用于市場的最低技術(shù)指標(biāo),隨著電池技術(shù)的不斷提升和新能源汽車產(chǎn)業(yè)的整體推進(jìn),各種技術(shù)路線的性能缺陷也將逐漸被彌補(bǔ)。例如隨著PACK的系統(tǒng)管理技術(shù)的進(jìn)步,能逐漸緩解電池安全性問題;快充技術(shù)進(jìn)步,能逐漸緩解電池能量密度低的問題;而國內(nèi)電池每4年能量密度提高一倍成本降低一倍等等。
取代磷酸鐵鋰三元有望成主流
杉杉能源董事長李智華指出,對于企業(yè)來說,研發(fā)最大的問題是方向不能選錯。2017年是中國新能源汽車發(fā)展進(jìn)入拐點(diǎn),一系列新政策的調(diào)整,其內(nèi)容核心無一不指向動力電池高能量密度的發(fā)展方向,高比能量的三元電池自然成為市場寵兒。
2016年的工信部“暫停三元鋰客車列入目錄事件”,似乎讓磷酸鐵鋰企業(yè)產(chǎn)生磷酸鐵鋰會一直繁榮下去的錯覺,畢竟看起來短時間內(nèi)磷酸鐵鋰路線仍能繼續(xù)獲得政策支持。然而時移世易,2017年新推薦目錄對電池能量密度的標(biāo)準(zhǔn)提高,讓這份信心碎了一地;不少企業(yè)紛紛感慨風(fēng)向轉(zhuǎn)變來得太快。
政策的轉(zhuǎn)變依托于市場的需求,市場驅(qū)動植根于客戶需要,更高能量密度的三元電池實質(zhì)是消費(fèi)者的選擇。我國三元鋰電技術(shù)起步較晚,技術(shù)水平較低,隨著三元電池成為市場主流,三元電池的研發(fā)進(jìn)度將不斷提速,相比于磷酸鐵鋰,其優(yōu)勢將不斷凸顯。
磷酸鐵鋰在未來市場劣勢主要體現(xiàn)在兩方面,第一是丟失新能源汽車主流市場。目前磷酸鐵鋰的應(yīng)用市場主要在純電動客車市場,而據(jù)2016年的數(shù)據(jù)顯示,在客車市場電動大巴已占到近90%的市場份額,市場成長的空間越來越小。
三元電池市占率穩(wěn)步提升
反觀三元電池的乘用車市場,2017年第一季度新能源乘用車銷量占到整體銷量的91.6%,新能源乘用車已經(jīng)成為名副其實的市場主流,同時從市場潛力來看,仍有巨大的市場空間可供挖掘。
第二是能量密度成發(fā)展趨勢,一方面續(xù)航里程和充電難題,作為用戶最大的焦慮,直接影響消費(fèi)者的購車意愿,而新能源產(chǎn)業(yè)要想進(jìn)一步打開市場,關(guān)鍵就在于提高能量密度。
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