动力锂电池之争:特斯拉/启辰晨风/比亚迪/北汽

2021-10-21      937 次浏览

跨入2015年之后,很多行业都面对着新的政策方针。一月末,国家财政部、国家税务总局公布通知称,自2015年二月一日起,对电池、涂料征收消费税,但对锂、燃料等动力锂离子电池免征消费税。分析人士指出这将给新能源汽车产业链带来良好的影响。那么,动力锂离子电池到底指的是什么?有什么分类?目前市场的热门是什么呢?且听小编娓娓道来。


动力锂离子电池琳琅满目,主流四大家


动力锂离子电池是指为交通运输工具供应动力的电池,一般是相有关为便携式电子设备供应能量的小型电池而言。根据电池反应原理的不同可分为铅酸动力锂离子电池、镍氢动力锂离子电池、锂离子动力锂离子电池等等。


其中锂离子动力锂离子电池是20世纪开发成功的新型高能电池。这种电池的负极是金属锂,正极用MnO2,SOCL2,(CFx)n等。70年代进入实用化。目前市场上最热门的电动汽车用的都是锂离子动力锂离子电池。


今天小编要跟大家探讨的问题正是要围绕锂离子动力锂离子电池展开的。根据正极材料的不同,锂离子电池可以被分成许多种类,比如特斯拉早期采用的钴酸锂离子电池,比如东风启辰晨风、长安福特佳跃使用的锰酸锂离子电池,比如比亚迪的磷酸铁锂离子电池,比如日、韩公司青睐的三元材料电池等。


它们都有优缺点,大致归纳为:


下面我们详细讲解这四种主流动力锂离子电池以及其代表车型。


市场强劲,各执一强之手


钴酸锂离子电池:特斯拉MODELS


特斯拉采用的是18650钴酸锂离子电池,相比国内主流的磷酸铁锂离子电池,这种电池功率高、能量密度大、且一致性较高,但安全系数较低,成本也相对较高,因此并不被其他厂家广泛采用。


“事实上,我们拆解特斯拉ModelS后发现,由于特斯拉ModelS的电池包是由若干单体的松下18650钴酸锂离子电池(即笔记本电脑电池)构成单元,再由若干单元构成整个电池包,这就使得特斯拉ModelS电池包造价极其昂贵。”专家判断,松下优秀技术生产的这种电池包,连同双电机和电控系统,成本起码占据整车售价的60-70%。


“特斯拉ModelS电池包存在严重的起火隐患,更是成本挑战。”专家指出,松下18650钴酸锂单体电池的天然劣势是热稳定性差,遇高温或撞击会释放氧气及大量热能,而一旦达到燃烧临界点,释放的氧气则又加剧助燃;另外,由于在欧美此种单体电池的召回概率为0.2PPM(百万分比),由7000多只这种小电池组成的特斯拉电池包起火概率近0.15%。“2013年特斯拉就曾在5个月内持续发生4次整车燃烧事件,差一点进入欧盟强制召回区间。”特斯拉为电池包问题“割肉”,新增成本不菲的主动冷却装置后,隐患才不再凸显。


锰酸锂离子电池:启辰晨风


锰酸锂是成本低、安全性和低温性能好的正极材料,但是其材料本身并不太稳定,容易分解出现气体,因此多用于和其它材料混合使用,以降低电芯成本,但其循环寿命衰减较快,容易发生鼓胀,高温性能较差、寿命相对短,重要用于大中型号电芯,动力锂离子电池方面,其标称电压为3.7V。


去年九月上市的启辰晨风,三款车型售价区间在26.78万~28.18万元之间,享受完补贴后的实际售价在17.28万~18.68万元,定价低于同级别纯电动汽车比亚迪e6和北汽绅宝EV电动汽车,在国内具有一定的竞争力。其采用的电池技术是目前市场上使用最广泛的锰酸锂离子电池,这个由192块电池单体构成的电池包,总重量不到200公斤,外面用1400兆帕的超高强度钢板包裹,安装在车身底盘的中部,稳稳地把握住了整车的重心。


这种电池的特点是轻盈紧凑,容量大,寿命长。


磷酸铁锂离子电池:比亚迪唐


磷酸铁锂离子电池,它拥有较好的电池性能和稳定性,但在低温环境下,磷酸铁锂离子电池的性能损耗大,导电性或会受到影响。


“唐”使用的磷酸铁锂离子电池容量达到18.4千瓦时,比秦提高了5.4千瓦时的电量,经济模式下最大续航85公里。从电池的配比以及电机的动力输出来看,电力部分在“唐”的动力系统中起到了相当重要的用途。平时你完全可以把它当做电动汽车来开,在长途旅行时,混动系统的优势也可以体现出来。


三元锂离子电池:北汽EV200


三元材料是最近几年发展起来的新型锂电正极材料,具有容量高、成本低、安全性好等优异特性,其在小型锂电中逐步占据一定的市场份额,并在动力锂电领域具有良好的发展前景。三元材料综合了钴酸锂、镍酸锂和锰酸锂三类材料的优点,具有价格优势,成为最具潜力的替代钴酸锂的正极材料。


作为前一代E150EV产品的升级产品,北汽EV200在续驶里程、车机互联、性价比和安全方面都有较大提升。北汽相关人士介绍,该车采用了韩国SK三元锂离子电池,可实现综合工况下超过240公里的续航里程,经济时速下甚至可达260公里。


到底哪家强?国内形势胜算几何?


目前在动力锂离子电池正极材料产业领域,中、日、韩、美动力锂离子电池公司分别采用了不同的材料体系。我国公司以磷酸铁锂为主,日韩公司以锰酸锂和三元锂为主,新能源汽车龙头特斯拉,采用的则是钴酸锂,目前改成了三元正极材料。


有关钴酸锂,其实早在特斯拉起火事故前,人们就不信任其作为动力锂离子电池正极材料的潜力,因为它的不稳定性质会带来极为严重的安全隐患,事实也证明了这一点。钴酸锂作为动力锂离子电池将被取代是毋庸置疑的事实。


比亚迪作为国内新能源汽车“领航者”,一直以来都坚持磷酸铁锂离子电池路线不动摇,在一路坎坷中走向成功。但磷酸铁锂离子电池由于受到理论能量密度限制,未来若希望大幅提高电动汽车续航里程,则有可能要对现有材料进行改进,或寻找替代材料。


锰酸锂的成本低,但是稳定性也不高。目前国内有关锰酸锂基本没有性能要求而言,倒是日韩对此的研究比较深入,很多日系电动汽车中都采用了锰酸锂离子电池。


三元材料是综合了钴酸锂、镍酸锂和锰酸锂三类材料的优点,存在三元协同效应,并且在价格上有所优势。同时在循环稳定性、热稳定性和安全性能上也有提高。在新能源汽车对动力锂离子电池能量密度提升的背景下,三元材料作为高容量密度正极材料有望进一步拓展其市场份额。目前,改性锰酸锂和三元锂的核心技术,都掌握在日韩公司手中。尤其是三元锂,无论是技术、工艺还是设备,日韩行业龙头都已达到非常成熟稳定阶段,这点是目前国内无法企及的。


目前,我们动力锂离子电池的发展状况很像汽车产业相同,叫大而不强,我们锂离子电池产量位于韩、日之后,居世界第三,但我们动力锂离子电池公司多是从通讯,家电电池起家,产量大,但与国际上跨国动力锂离子电池公司比较,差距拉得越来越大。这点值得深思。


回归正题,其实有关新能源汽车的动力锂离子电池,消费者持续关注的是安全性是否达到期望、寿命是否能真正满足5-10年的使用年限、持续续驶里程能否提高、是否可以接受电池更换与维修的成本、是否影响不同季节的使用等等。这几个问题的背后就是今天标题的答案。


总结


这四种主流的锂离子动力锂离子电池可谓是各有各的好,也各有各的缺点。明眼人都了解钴酸锂离子电池不是市场的潮流,而日韩比国内对锰酸锂的了解要深入得多,所以对国内而言,动力锂离子电池重要是看磷酸铁锂离子电池和三元锂离子电池。这二种电池追捧者甚众,在国内的形势也是一直居高不下。最近舆论的走向大多偏向三元锂离子电池,认为它会成为市场的主流。我们且拭目以待,并在此共同寄望国内新能源汽车能再上一个台阶。



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