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    電池知識

    鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源

    電動車的主流動力,鋰電池這個缺點會讓它短命么

    2021-04-26 ryder

    如今,擁有汽車的家庭已經越來越多,真正成為了人們的代步工具。然而隨之而來的是汽車排放關于環境帶來的巨大的負面影響。有統計數據顯示,到2020年,我國機動車燃油需求量將達到2.56億噸。燃燒出現的二氧化碳更變暖的緊要因素,目前是導致全球全世界二氧化碳的排放量更是達到了220億噸,而汽車的排放量約占到10%-15%。傳統能源汽車的這些問題,迫使人們找到一種新的方式來處理,這就給新能源汽車供應了強勁的發展動力。


    究竟為甚么物


    電池作為混合動力和電動車的核心動力部件,筆直決定著新能源汽車的整車性能,不僅制約其由科研到產業化、規模化發展,而且決定著新能源汽車的市場價格。目前,電池技術的發展障礙包括:能量密度低、循環壽命短、使用可靠性和安全性受溫度影響大和由此引發的成本費用高等等。因此,人們一直熱衷于新能源汽車電池的研究,從論文發表網站知網搜索可以看出,有關新能源汽車電池的研究在2008年逐漸新增,特別是在2015年以后出現了井噴式的上升趨勢。


    鋰電池


    鋰電池在動力鋰離子電池占據主流地位并不是浪得虛名!鋰電池的緊要優勢有:具有更高的質量比能量、體積比能量,目前能達到100-125Wh/kg和240-300Wh/L,是氫鎳電池的1.5倍;單節鋰電池電壓為3.6-3.9V,相當于3只氫鎳電池的串聯電壓;自放電小;無記憶效應;壽命長;可以快速充電;不含鎘、鉛、汞等重金屬元素……因此,鋰電池以其優越的性能和較為成熟的技術成為將來十年新能源汽車用電池首選。


    讓它短命的缺點


    現今,鋰電池、蓄電池和鎳鎘電池均作為動力鋰離子電池使用于汽車范疇,其中因為能量密度高,安全性高,鋰電池在動力鋰離子電池占據主流地位。鋰電池商業化使用起始于20世紀90年代,日本索尼公司使用焦炭作為負極材料,從而克服金屬鋰電池可能導致起火甚至爆炸的缺陷。其工作原理是在充放電過程中,鋰離子通過導電電解液在正極-負極-正極之間像運動員相同來回跑動,故俗稱搖椅式電池。但是,受電池技術的欠缺的影響,目前要使用由若干個電池包合而成的電池包來維持電動車的正常運行。這種辦法在一定程度上對電池造成很大的損耗,電池包中各個電池性能的不一致極大地縮短了電池使用壽命。


    大會上,浙江天能能源科技股份有限公司銷售總監程焱松發表了自己對補貼政策四個方面變化的預期:第一,補貼標準一定會降低,技術標準會提高。第二,補貼模式發生改變,今朝的補貼政策是有單純的供給側補貼調整為由供給側向需求側過渡的方式。第三,補貼形態也會發生改變,將來補貼政策筆直由金錢向整個政策、體系發生改變。第四,補貼出發點有調整,今朝補貼是補貼推動市場,將來補貼傾向技術引領市場的方式。


    我國汽車技術研究中心有限公司林春景指出,補貼退坡后車企和動力鋰離子電池系統應當從三個方面進行考慮:首先,是成本問題。補貼沒有之后消費者關于電動車的價格接受程度要怎么樣要提前考量、提前布局。另外,國際競爭壓力。第三,是技術路線。


    過去幾年,我們緊要都是在爭執磷酸鐵鋰和三元,逐漸三元越來越多,在乘用車范疇三元占比基本上是能達到80%上下,磷酸鐵鋰可能是次之,沒法和三元比,關于能量密度沒有那么高必要要求,可能整車公司會優先考慮我用可靠的安全循環壽命好的電池,這方面磷酸鐵鋰和目前的三元相比,更加有優點,倘若發生這樣的情況,可能今朝一些動力鋰離子電池行業技術路線選擇都要發生相應的調整。林春景說道。


    產業鏈合作


    作為車企,將來關于動力鋰離子電池的選擇標準是不是會改變?


    長安新能源汽車科技有限公司總工程師楊波指出,關于將來電動車電池選擇分為兩個層面,一個是供應鏈層級,一個是技術層級,這兩個層級從今朝來說,都是沒有答案的。


    他解釋說,首先,產量沒有更多選擇。我們今年計劃EV銷量超過4萬臺,但是供應商原由導致銷量大幅下降。雖然整個行業的產量和產量比較大,但實際上我們的供應商沒有方法供給我們的需求,他們產量惟有4GWh不到,但是他們接到的產量9GWh。


    另一方面,是車企關于供應商產品也沒有更多選擇。楊波表示,今年累計出現各種各樣產品問題非常多,這和電池行業水平有很大關系。這和二級供應商也有很大關系,絕大部分出現模組設計制造、二級物料合體、蓋板等問題,都有可能導致整車出現問題。整個電池業務單元有4起事故,都是由于原材料供應商出現品質問題導致。


    今朝我們售后成本非常高,單款車一次超過200萬元,有的車售后次數超過2-3次,我們今朝推大數據和智能互聯,我們要進行在線升級,實時進行監控,包括數據刷新、安全策略的更新,保證整個電池的安全性能。楊波指出,在這種情況下,戰略合作機會凸顯,將來長安將增強和正極材料、負極材料、下游供應商進行綁定合作。


    萬向A123電芯開發總監李凡群也認為,產業鏈的協同非得要做,而且是要堅定做,不做沒有前途。


    以電池公司為典型,早期通過買不同量產級別的材料,如NMC111材料,再買標準化的設備,組裝設計成電芯,實現了供應鏈的合作。但今朝這種開發模式很難行得通,因為整個開發模式正在發生變化。


    比如電池的開發,是要綁定整車公司的,整車汽車會輸入他們完整的技術要求,拿這個輸入的時候很大程度上現有電芯滿足不了要求,或者某幾項低溫滿足不了,這個時候要找供應商,可能現有市面上材料也滿足不了,你要跟他一起開發,提高某幾項性能,滿足客戶輸入的產品。完成之后你才可能做下一步的配套。這個時候要很深入加入到開發過程中,才可能做大項目。這樣的技術合作會對產業鏈進一步洗牌,因為電池公司到最后會尋找有開發能力或者特別好的材料公司,要不然沒方法共同開發,或者處理不了問題,或者做出的東西沒有競爭力。

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