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锂电要想让电动汽车市场爆发动力电池需给力

发布时间:2019-12-01 17:21:07

[锂电]要想让电动汽车市场爆发 动力电池需给力

SMM讯:

环球2015年4月14道 凡是使用过纯电动汽车的人,或多或少被“里程焦虑”所烦恼。尽管续驶里程远远大于自己将要行驶的里程,也会不由自主地产生这种情绪。为了破解这种负面情绪,政府、汽车企业都做了大量的努力,包括修建应急性充电设施,发布市内充电地图等。但是,从根本上解决纯电动汽车续驶里程短的问题,还需要从动力电池本身入手。一旦纯电动汽车续驶里程突破300公里,就能极大缓解消费者的“里程焦虑症”,届时电动汽车才有望真正实现飞速发展。

据报道,全球多家知名汽车厂商计划面向大众市场推出续驶里程翻倍的新一代电动汽车,同时还押注大型电池供应商所取得的技术突破,希望可以在电动汽车市场与特斯拉并驾齐驱。至少四家全球知名汽车制造商——通用、福特、日产和大众——都计划先于特斯拉推出行驶里程达到200英里(约合322公里)的经济型电动汽车。这一续驶里程将是日产铃风(起售价29010美元)等当前一批低价电动车型的两倍以上。而新一代电动汽车有望在两到三年内上市。

备受关注的苹果汽车近日也爆料,icar将会是一辆拥有续驶里程500公里,充电仅需4小时的纯电动汽车。目前,国际上各家企业都在抓紧时间推出超长续驶里程的纯电动汽车,而这需要动力电池在容量上再登一个新台阶。那么新能源汽车动力电池的极限是多少,未来还会应用那些材料的电池,本报带着这些问题采访了业内专家。

■电池容量已经到极限了?

电池属于新能源汽车的重要部件之一,因为美国、欧洲、日本新能源汽车发展的路线不尽相同,对电池的发展方向也不相同。目前,我国新能源汽车电池以锂离子电池为主,随着电池技术的发展,现在开始出现取代液态电解液的固态或者凝胶态电池。“这就是我们所说的固态电池,但是由于它需要比较苛刻的工作温度,现在还没有大量商业化应用。”中科院物理所研究员黄学杰告诉。

对于未来电池的发展种类,黄学杰向介绍还有铝空气电池、镍氢电池等。同时,他表示,现在只有锂离子电池成功投入商业化应用,其他电池还在试验阶段,未来5年以内,锂离子电池还将是新能源汽车动力电池的主流配置。目前,我国自主品牌纯电动汽车的续驶里程一般都在200公里左右,是不是电池容量只能做到支持200公里的续驶里程呢?中国电池工业协会工程师张旻昱认为,电池容量还将会有较大程度的增长。

张旻昱告诉,纯电动汽车续驶里程的长短主要取决于电池的正负极材料。现在随着电池技术的逐渐进步,电池正负极的材料含能率越来越高,可以发生能量转移的能力更强。她举例:“同样大小的铅酸电池和锂离子电池,锂离子电池所含的能量就高于铅酸电池。如果按照一定的容量来设计电池,锂离子电池的体积就比相同容量的铅酸电池小。”

说到提高电池容量,张旻昱介绍了两种方法:一种方法是加入特殊添加剂,可以大幅度增加负极的容量; 另一种方法是更换正负极材料,对正负极材料重新配对组合。她表示,目前业内比较看好锂硫、锡硅材料等。“例如特斯拉研发出石墨烯电池,容量就大幅提高。”张旻昱说,“现在电池发展进入一个调整期,但是还远未达到极限的程度。”

■韩国电池为什么便宜?

从目前已经上市的纯电动汽车来看,很多汽车厂商使用韩国三元锂电池。尤其是今年新晋登场的北汽新能源EV200和江淮汽车iEV5,使用的都是韩国三元锂电池,并且都把这个配置放在广告当中作为宣传的一个点。黄学杰认为,目前确实有很多汽车企业在研发新能源汽车时,采用韩国电池,主要的原因是因为韩国电池相对比较便宜,对整车成本下降能有所帮助。

对此,张旻昱也持同样的观点。她进一步解释,新能源汽车的电池组包括:电池(通常称为电芯)、BMS(电源管理系统)和其他电器组件(端头、电路电线、销子等),韩国电池便宜主要是电芯便宜。她表示,韩国能生产出价廉物美的电池,主要是因为韩国把日本先进的电池技术做到最大程度的工业化,其中在电池制造方面,从设备生产线、工业化均一性管理、生产环境管理,韩国的电池厂商都严格把关。张旻昱告诉,电池生产厂房需要温度、湿度和除尘控制,其中温度的标准是30~60℃,我国能做到30℃或40℃、韩国能达到55℃,这样生产出来的电池性能就有很大差距。

黄学杰认为,韩国电池已经量产,具备规模效应,量产以后每瓦时的成本很低。尽管韩国电池起步时间比较晚,但是产业链积累比较厚实,规模也比较大,充分消化吸收了日本先进的电池设计制造技术。而且韩国电池大都是由大企业研发生产,大规模装备的成本比较低。他表示,现在我国有些电池厂商购买了韩国的生产线,一是生产线本身投入,另外生产线肯定不是最先进的,两种因素都使得中国电池要比韩国同类产品贵。

中国电子科技集团第十八研究所电池研究室主任肖成伟认为,乘用车希望体积小、重量轻、跑得远,三元材料电池会用得越来越多。实际上,从18650电池(指电池的直径为18mm,长度为65mm,圆柱体型的电池)的角度上,因为韩国能大规模生产,生产效率比较高,同等水平情况下韩国的电池就便宜。他表示,这不单是规模效应,还有开发的技术、比能量高、装备的水平和自动化的水平,包括原材料成本的下降,是这些因素综合的结果。

■整车厂也要了解电池

在的采访过程中了解到,现在新能源汽车整车厂和电池企业存在对接不顺畅的问题。具体说来就是整车厂提出的需求太泛泛,比较笼统,往往只确定几个参数,并不关心电池的材料及是否适用于自己的车型; 而电池企业在电源管理控制上通常存在短板,缺乏设计电池组的人才,只能现找现学。张旻昱认为,整车厂不懂电池,电池厂不懂汽车,在两边对接时往往“卡壳”。

张旻昱表示,国外整车厂在这方面就能说得很清楚,提出的需求比较细。“因为他们知道自己需要什么样的电池,可以判定能不能装配整车。”反观国内车企,有的只提出电压和容量两个参数,至于要三元材料还是磷酸铁锂材料,电池组空间多大,散热风道怎么布置,都没有明确说明,造成对接时很容易出问题。“这也就是为什么现在国内纯电动乘用车不如国外的原因之一,但是大巴车差距相对小,因为空间大,电池摆放相对宽裕。”张旻昱说。

而黄学杰认为,造成这种现象有两方面原因:一是大家的水平都不太高,都没有标准化对接方式方法,这一点需要提高。而国外三星电池和宝马汽车,在这方面结合得就很好。因为做得好,慢慢就有了经验,后来的企业如果再想给宝马配套电池就很难,从而形成一个无形的壁垒; 二是部分地区市场经济还不够自由,存在一些地方保护行为,是非市场经济的行为干扰了双方的对接。

肖成伟告诉,整车厂和电池厂的衔接是他一直关注的事情。他认为,整车厂和电池厂需要多交流,电池厂多了解汽车的构造特点,整车厂也要关注电池的材料和技术,将提出的需求细化。“现在双方了解越来越多,从技术和产业上才能结合得越来越紧密。”对国内电池厂,肖成伟认为只要产品做得好,未来一定会有更多机会。

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