時(shí)間:2022-12-14 16:37:08來源:鉅大LARGE
說起新能源車電池,它絕對(duì)不比汽車發(fā)動(dòng)機(jī)簡單,材料、技術(shù)不同,即使采用同樣材料,只是比例不同,都會(huì)對(duì)車整體性能產(chǎn)生影響。目前,電池市場競爭也是前所未有的激烈,在新能源車補(bǔ)貼減少和消費(fèi)者對(duì)長續(xù)航的要求下,汽車廠家一方面要求電池能更小更高效,另一方面要求價(jià)格更低。所以,今年也是新能源汽車電池廠家洗牌的一年,不少廠家倒閉,同時(shí)也造就了寧德時(shí)代、比亞迪、國軒等一批電池龍頭企業(yè)。而對(duì)消費(fèi)者來說,想了解新能源車,當(dāng)然要從了解電池開始。
技術(shù)之爭電池企業(yè)面臨洗牌
2018年下半年,各種新能源造車新勢力進(jìn)入“收獲季”,蔚來、威馬開始向客戶交車,這激烈的藍(lán)海競爭背后,是更白熱化的電池市場競爭。郎川是該行業(yè)某知名品牌青島工廠的研發(fā)人員,他告訴記者,幾年前新能源補(bǔ)貼開始,刺激了電池行業(yè)自然迅猛生長?!皬耐饷尜I來單體電池,根據(jù)新能源車廠家要求做成電池包就能賣個(gè)好價(jià)錢,根本不在乎研發(fā)問題。”郎川向記者描述了早期的新能源電池市場。但眼下,這種模式已很難延續(xù)?!把a(bǔ)貼減少了,意味著廠家必須降低成本,而電池占新能源車成本的30%-40%,降成本首先要拿電池開刀。新能源車?yán)m(xù)航里程現(xiàn)在已進(jìn)入500公里時(shí)代,在體積不變的前提下要提高能量密度,這樣的技術(shù)并不是所有廠家都能實(shí)現(xiàn)的?!?/p>
一方面是成本,另一方面是研發(fā)能力,雙方面的擠壓讓很多新能源電池企業(yè)陷入了困境,同時(shí)也造就了一批“實(shí)力派”。寧德時(shí)代、比亞迪、國軒等等品牌開始逐漸得到市場認(rèn)可?!霸谙蛳M(fèi)者介紹車的時(shí)候,我們都會(huì)突出采用‘寧德時(shí)代’的電池?!标惷籼寡裕F(xiàn)在消費(fèi)者不只是對(duì)車的品牌有概念,對(duì)電池也有了口碑意識(shí)。在他看來:“這其實(shí)是對(duì)偏重研發(fā)、技術(shù)和質(zhì)量的健康市場的認(rèn)可,對(duì)新能源汽車市場是好事。”
種類之爭鋰電逐漸占領(lǐng)市場
“目前來看,鋰離子動(dòng)力電池仍是市場主流。”作為技術(shù)人員,郎川更認(rèn)可鋰電池,在他看來鋰電時(shí)代已全面到來。而根據(jù)正極材料的不同,鋰離子電池主要分為磷酸鐵鋰電池和以鎳鈷錳、鎳鈷鋁等為代表的三元電池。但是,現(xiàn)階段技術(shù)比較成熟的磷酸鐵鋰電池,能量密度已達(dá)到其物理極限。
消費(fèi)者對(duì)電動(dòng)車?yán)m(xù)航里程的期待,通過車廠傳導(dǎo)到了動(dòng)力電池企業(yè),必然要求電池能量密度更高,帶電量更大,能夠跑更遠(yuǎn)。而且早在2017年2月出臺(tái)的《促進(jìn)汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)方案》明確提出了,到2020年動(dòng)力電池單體能量密度300Wh/kg、系統(tǒng)能量密度260Wh/kg,成本1元/Wh的目標(biāo)。如果單靠磷酸鐵鋰電池要達(dá)到這一目標(biāo),幾乎不可能。所以,三元電池的比例正在迅速上升,磷酸鐵鋰電池的增速則在放緩。郎川認(rèn)為:“未來幾年動(dòng)力電池將以三元電池為主,同時(shí)向高鎳三元和新體系電池方向發(fā)展。?!逼噺S家也已經(jīng)行動(dòng)起來,就連最早更傾向于磷酸鐵鋰電池研究的比亞迪,近來也悄悄改變了方向,不僅新車普遍搭載三元鋰電池,同時(shí)在研發(fā)上也向三元鋰電池靠攏。
但高性能的三元鋰電池在市場上是稀缺貨,很多新能源造車企業(yè)無法大規(guī)模交車,其中電池缺貨是重要原因。另外,很多品牌長續(xù)航的車型也總是缺貨,這也與高性能三元鋰電池的產(chǎn)能不足有很大關(guān)系。郎川告訴記者,目前因?yàn)槿囯姵禺a(chǎn)量激增,造成錳、鈷等原材料價(jià)格不斷走高,未來如何降低成本研發(fā)代替產(chǎn)品,將成為電池研發(fā)企業(yè)的努力方向??v觀國際市場,國內(nèi)外的企業(yè)已經(jīng)加快布局下一代的電池技術(shù)路線,如全固態(tài)鋰電池、鋰硫電池、燃料電池等。
電池家族圖譜
鎳氫、三元鋰、鈷酸鋰……覺得電池“化學(xué)課”很枯燥?記者送你一份“喜羊羊”電池家族圖譜,幫你快速了解它們的“性格”特點(diǎn)。
鎳氫電池
優(yōu)點(diǎn):價(jià)格低,通用性強(qiáng),電流大,環(huán)保穩(wěn)定。
缺點(diǎn):重量大,電池壽命較短。
“性格”特點(diǎn):鎳氫電池有點(diǎn)類似于動(dòng)畫片《喜羊羊》中的懶羊羊,力氣不大但不挑食,有時(shí)還愛“記仇”。
最早的手機(jī)電池都是鎳氫電池,容量小、壽命短,還有充電“記憶效應(yīng)”,很多人對(duì)這種電池并沒有好感。上世紀(jì)90年代后,以豐田普銳斯為代表的很多混合動(dòng)力汽車,均采用此類電池作為儲(chǔ)能元件。鎳氫電池的電池單體電壓低,但價(jià)格低廉且環(huán)保、穩(wěn)定,作為汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的補(bǔ)充輔助動(dòng)力,被裝備在混動(dòng)車型上,再合適不過。
鈷酸鋰電池
優(yōu)點(diǎn):能量密度高、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。
缺點(diǎn):安全性差、成本非常高。
性格”特點(diǎn):鈷酸鋰電池更像沸羊羊,力氣超大,但脾氣有點(diǎn)小暴躁。
鈷酸鋰電池是鋰離子電池的一種,其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、容量比高、綜合性能突出,但其安全性差、成本非常高,主要用于手機(jī)和筆記本電腦及其他便攜式電子設(shè)備。特斯拉初代電動(dòng)車Roadster是唯一采用鈷酸鋰離子電池的。鈷酸鋰電池能量密度大是優(yōu)點(diǎn),但在180-250℃時(shí)就內(nèi)部化學(xué)成分就處于不穩(wěn)定狀態(tài),像一匹難以馴服的野馬。至于特斯拉最初選用鈷酸鋰電池,原因就在于特斯拉強(qiáng)大的電池管理和監(jiān)控系統(tǒng),能夠最大限度保證每一粒電池都處于適合的工作溫度。
磷酸鐵鋰電池
優(yōu)點(diǎn):超穩(wěn)定,成本較低、循環(huán)壽命長。
缺點(diǎn):能量密度較低,低溫性能差。
“性格”特點(diǎn):電池界的暖羊羊,個(gè)頭大但力氣小,關(guān)鍵脾氣超好,簡直就是佛系好青年。
磷酸鐵鋰電池是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池,又叫鋰鐵電池,比亞迪曾是這類電池最主要的研發(fā)者。磷酸鐵鋰電池最突出的特點(diǎn)是熱穩(wěn)定性,在目前車用鋰電池中首屈一指,但磷酸鐵鋰電池能量密度卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于三元鋰電池,要想獲得更大的續(xù)航里程,就得增大體積。所以目前磷酸鐵鋰電池更多的還是被用作電動(dòng)客車這類大部頭的動(dòng)力電池在使用。
三元鋰電池
優(yōu)點(diǎn):電壓平臺(tái)高、能量密度高。
缺點(diǎn):安全性差、耐高溫性差。
性格”特點(diǎn):三元鋰電池堪稱電池界的喜羊羊,各方面并不是最好的,但好在均衡,較易怒,且怕熱。
三元鋰電池是電動(dòng)車目前最熱門的電池類型,從知豆到特斯拉,就連比亞迪也開始轉(zhuǎn)向三元鋰電池。所謂“三元”指的是電池正極采用了鎳鈷錳三種元素,當(dāng)然還有鋰。三元鋰電池在重量能量密度上要高許多,通俗點(diǎn)說同樣重量的三元鋰電池比磷酸鐵鋰電池的續(xù)航里程更長。三元鋰雖說相對(duì)于鈷酸鋰電池安全性高,不過當(dāng)自身溫度為250-350℃時(shí),內(nèi)部化學(xué)成分就開始分解,因此對(duì)電池管理系統(tǒng)提出了極高的要求。
氫燃料電池
優(yōu)點(diǎn):能量加注方便簡單、效率更高、清潔無污染。
缺點(diǎn):技術(shù)復(fù)雜、造價(jià)昂貴、壽命較短。
“性格”特點(diǎn):電池界的美羊羊,美麗華貴,有點(diǎn)不接地氣。
氫燃料電池是使用氫這種化學(xué)元素,制造成儲(chǔ)存能量的電池。嚴(yán)格來說它并不算電池,而是通過氫和氧的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能,整個(gè)過程只產(chǎn)生水和熱,更環(huán)保。燃料電池另一個(gè)優(yōu)勢是熱效率,汽油機(jī)內(nèi)燃機(jī)熱效率僅有30%左右,而氫燃料電池的發(fā)電效率可以達(dá)到50%以上。氫燃料電池造價(jià)昂貴,發(fā)電過程中會(huì)用到金屬鉑作為催化劑,沒錯(cuò),就是白金。盡管在業(yè)內(nèi)都認(rèn)為,氫燃料電池是未來電動(dòng)車發(fā)展的趨勢,但目前還是看上去很美。
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