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動力鋰電池之爭:特斯拉/啟辰晨風/比亞迪/北汽

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2021年10月21日  

跨入2015年之后,很多行業都面對著新的政策方針。一月末,國家財政部、國家稅務總局公布通知稱,自2015年二月一日起,對電池、涂料征收消費稅,但對鋰、燃料等動力鋰離子電池免征消費稅。分析人士指出這將給新能源汽車產業鏈帶來良好的影響。那么,動力鋰離子電池到底指的是什么?有什么分類?目前市場的熱門是什么呢?且聽小編娓娓道來。


動力鋰離子電池琳瑯滿目,主流四大家


動力鋰離子電池是指為交通運輸工具供應動力的電池,一般是相有關為便攜式電子設備供應能量的小型電池而言。根據電池反應原理的不同可分為鉛酸動力鋰離子電池、鎳氫動力鋰離子電池、鋰離子動力鋰離子電池等等。


其中鋰離子動力鋰離子電池是20世紀開發成功的新型高能電池。這種電池的負極是金屬鋰,正極用MnO2,SOCL2,(CFx)n等。70年代進入實用化。目前市場上最熱門的電動汽車用的都是鋰離子動力鋰離子電池。


今天小編要跟大家探討的問題正是要圍繞鋰離子動力鋰離子電池展開的。根據正極材料的不同,鋰離子電池可以被分成許多種類,比如特斯拉早期采用的鈷酸鋰離子電池,比如東風啟辰晨風、長安福特佳躍使用的錳酸鋰離子電池,比如比亞迪的磷酸鐵鋰離子電池,比如日、韓公司青睞的三元材料電池等。


它們都有優缺點,大致歸納為:


下面我們詳細講解這四種主流動力鋰離子電池以及其代表車型。


市場強勁,各執一強之手


鈷酸鋰離子電池:特斯拉MODELS


特斯拉采用的是18650鈷酸鋰離子電池,相比國內主流的磷酸鐵鋰離子電池,這種電池功率高、能量密度大、且一致性較高,但安全系數較低,成本也相對較高,因此并不被其他廠家廣泛采用。


“事實上,我們拆解特斯拉ModelS后發現,由于特斯拉ModelS的電池包是由若干單體的松下18650鈷酸鋰離子電池(即筆記本電腦電池)構成單元,再由若干單元構成整個電池包,這就使得特斯拉ModelS電池包造價極其昂貴。”專家判斷,松下優秀技術生產的這種電池包,連同雙電機和電控系統,成本起碼占據整車售價的60-70%。


“特斯拉ModelS電池包存在嚴重的起火隱患,更是成本挑戰?!睂<抑赋?,松下18650鈷酸鋰單體電池的天然劣勢是熱穩定性差,遇高溫或撞擊會釋放氧氣及大量熱能,而一旦達到燃燒臨界點,釋放的氧氣則又加劇助燃;另外,由于在歐美此種單體電池的召回概率為0.2PPM(百萬分比),由7000多只這種小電池組成的特斯拉電池包起火概率近0.15%。“2013年特斯拉就曾在5個月內持續發生4次整車燃燒事件,差一點進入歐盟強制召回區間?!碧厮估瓰殡姵匕鼏栴}“割肉”,新增成本不菲的主動冷卻裝置后,隱患才不再凸顯。


錳酸鋰離子電池:啟辰晨風


錳酸鋰是成本低、安全性和低溫性能好的正極材料,但是其材料本身并不太穩定,容易分解出現氣體,因此多用于和其它材料混合使用,以降低電芯成本,但其循環壽命衰減較快,容易發生鼓脹,高溫性能較差、壽命相對短,重要用于大中型號電芯,動力鋰離子電池方面,其標稱電壓為3.7V。


去年九月上市的啟辰晨風,三款車型售價區間在26.78萬~28.18萬元之間,享受完補貼后的實際售價在17.28萬~18.68萬元,定價低于同級別純電動汽車比亞迪e6和北汽紳寶EV電動汽車,在國內具有一定的競爭力。其采用的電池技術是目前市場上使用最廣泛的錳酸鋰離子電池,這個由192塊電池單體構成的電池包,總重量不到200公斤,外面用1400兆帕的超高強度鋼板包裹,安裝在車身底盤的中部,穩穩地把握住了整車的重心。


這種電池的特點是輕盈緊湊,容量大,壽命長。


磷酸鐵鋰離子電池:比亞迪唐


磷酸鐵鋰離子電池,它擁有較好的電池性能和穩定性,但在低溫環境下,磷酸鐵鋰離子電池的性能損耗大,導電性或會受到影響。


“唐”使用的磷酸鐵鋰離子電池容量達到18.4千瓦時,比秦提高了5.4千瓦時的電量,經濟模式下最大續航85公里。從電池的配比以及電機的動力輸出來看,電力部分在“唐”的動力系統中起到了相當重要的用途。平時你完全可以把它當做電動汽車來開,在長途旅行時,混動系統的優勢也可以體現出來。


三元鋰離子電池:北汽EV200


三元材料是最近幾年發展起來的新型鋰電正極材料,具有容量高、成本低、安全性好等優異特性,其在小型鋰電中逐步占據一定的市場份額,并在動力鋰電領域具有良好的發展前景。三元材料綜合了鈷酸鋰、鎳酸鋰和錳酸鋰三類材料的優點,具有價格優勢,成為最具潛力的替代鈷酸鋰的正極材料。


作為前一代E150EV產品的升級產品,北汽EV200在續駛里程、車機互聯、性價比和安全方面都有較大提升。北汽相關人士介紹,該車采用了韓國SK三元鋰離子電池,可實現綜合工況下超過240公里的續航里程,經濟時速下甚至可達260公里。


到底哪家強?國內形勢勝算幾何?


目前在動力鋰離子電池正極材料產業領域,中、日、韓、美動力鋰離子電池公司分別采用了不同的材料體系。我國公司以磷酸鐵鋰為主,日韓公司以錳酸鋰和三元鋰為主,新能源汽車龍頭特斯拉,采用的則是鈷酸鋰,目前改成了三元正極材料。


有關鈷酸鋰,其實早在特斯拉起火事故前,人們就不信任其作為動力鋰離子電池正極材料的潛力,因為它的不穩定性質會帶來極為嚴重的安全隱患,事實也證明了這一點。鈷酸鋰作為動力鋰離子電池將被取代是毋庸置疑的事實。


比亞迪作為國內新能源汽車“領航者”,一直以來都堅持磷酸鐵鋰離子電池路線不動搖,在一路坎坷中走向成功。但磷酸鐵鋰離子電池由于受到理論能量密度限制,未來若希望大幅提高電動汽車續航里程,則有可能要對現有材料進行改進,或尋找替代材料。


錳酸鋰的成本低,但是穩定性也不高。目前國內有關錳酸鋰基本沒有性能要求而言,倒是日韓對此的研究比較深入,很多日系電動汽車中都采用了錳酸鋰離子電池。


三元材料是綜合了鈷酸鋰、鎳酸鋰和錳酸鋰三類材料的優點,存在三元協同效應,并且在價格上有所優勢。同時在循環穩定性、熱穩定性和安全性能上也有提高。在新能源汽車對動力鋰離子電池能量密度提升的背景下,三元材料作為高容量密度正極材料有望進一步拓展其市場份額。目前,改性錳酸鋰和三元鋰的核心技術,都掌握在日韓公司手中。尤其是三元鋰,無論是技術、工藝還是設備,日韓行業龍頭都已達到非常成熟穩定階段,這點是目前國內無法企及的。


目前,我們動力鋰離子電池的發展狀況很像汽車產業相同,叫大而不強,我們鋰離子電池產量位于韓、日之后,居世界第三,但我們動力鋰離子電池公司多是從通訊,家電電池起家,產量大,但與國際上跨國動力鋰離子電池公司比較,差距拉得越來越大。這點值得深思。


回歸正題,其實有關新能源汽車的動力鋰離子電池,消費者持續關注的是安全性是否達到期望、壽命是否能真正滿足5-10年的使用年限、持續續駛里程能否提高、是否可以接受電池更換與維修的成本、是否影響不同季節的使用等等。這幾個問題的背后就是今天標題的答案。


總結


這四種主流的鋰離子動力鋰離子電池可謂是各有各的好,也各有各的缺點。明眼人都了解鈷酸鋰離子電池不是市場的潮流,而日韓比國內對錳酸鋰的了解要深入得多,所以對國內而言,動力鋰離子電池重要是看磷酸鐵鋰離子電池和三元鋰離子電池。這二種電池追捧者甚眾,在國內的形勢也是一直居高不下。最近輿論的走向大多偏向三元鋰離子電池,認為它會成為市場的主流。我們且拭目以待,并在此共同寄望國內新能源汽車能再上一個臺階。



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