鉅大LARGE | 點擊量：1079次 | 2020年08月15日
打造新能源傳奇要從電池開始
新能源車市場任何風(fēng)吹草動，都能引發(fā)消費市場關(guān)注。
八月六日，一輛理想ONE在廣東省肇慶市高速公路行駛時發(fā)生意外事故，導(dǎo)致車輛起火自燃。所幸事故并未造成人員死亡。
今年以來，國內(nèi)發(fā)生多起新能源車自燃事故，而每次事故，都在透支著消費者對新能源車的信心。
與傳統(tǒng)燃油車不同，動力鋰電池、電機和電控組成了新能源車三大核心部件。其中，作為新能源車的心臟，動力鋰電池質(zhì)量直接決定著車輛續(xù)航、安全與動力表現(xiàn)。
外采是車企主流選擇
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
今年以來，我能夠感受到業(yè)內(nèi)各方對新能源車動力鋰電池領(lǐng)域關(guān)注度有很大提升。這源于國內(nèi)新能源車市場發(fā)展從早期培育階段進入到快速成長期，其市場發(fā)展成熟度的變化影響著汽車公司的態(tài)度。我國電動汽車百人會執(zhí)行副理事長歐陽明高在接受《我國消費者報》記者采訪時表示，新能源車由核心技術(shù)經(jīng)濟性決定的市場前景已非常明朗。動力鋰電池將在未來發(fā)展中扮演越來越重要的角色。
消費者關(guān)心新能源車的種種方面，都繞不過核心部件動力鋰電池。未來，誰擁有高質(zhì)量動力鋰電池，誰就將征服市場。
由于燃油限值標準日趨嚴苛，所有車企都必須在新能源車領(lǐng)域布局，動力鋰電池因而也被推到了首要位置。
以差異化求生存是汽車公司秉承的發(fā)展理念。然而，這樣的發(fā)展理念并不適用于目前的新能源車。由于發(fā)展時間尚短，大部分車企并不具備動力鋰電池領(lǐng)域技術(shù)儲備，只能通過外采方式滿足旗下新能源車所需。
在國內(nèi)動力鋰電池領(lǐng)域，寧德時代、比亞迪和國軒高科三家電池公司是業(yè)內(nèi)領(lǐng)軍公司。我國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會動力鋰電池應(yīng)用分會統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2019年，三家重要電池公司裝機量市場占比高達73.64%，幾乎壟斷了國內(nèi)動力鋰電池市場。
由于車輛動力的變化，在燃油車市場占據(jù)主導(dǎo)地位的合資品牌也體驗到了核心技術(shù)缺失的滋味。七月，本田汽車與寧德時代就新能源車動力鋰電池簽署全方位戰(zhàn)略合作協(xié)議。其實，近一段時間，像本田這樣的合資車企攜手國內(nèi)電池廠商的案例已不是少數(shù)。
歐陽明高認為，動力鋰電池研發(fā)是一個系統(tǒng)性的、時間周期很長的課題，要經(jīng)過大量實際道路測試和產(chǎn)品檢驗，絕非一日之功。得益于量產(chǎn)量力強、進入市場早的優(yōu)勢，三大電池廠商在國內(nèi)新能源車市場具有很大話語權(quán)。
不可否認，外采方式可以幫助車企在短時間內(nèi)彌補在動力鋰電池領(lǐng)域的不足。但隨著市場逐步成熟，消費者關(guān)于新能源車需求已不再僅僅滿足于續(xù)航里程，這也對動力鋰電池發(fā)展提出了更高要求。
隨著市場競爭日趨激烈，車企希望通過不同產(chǎn)品定位、功能延伸、性價比優(yōu)勢來打造自身風(fēng)格，吸引消費者目光。而為多家公司同時供應(yīng)動力鋰電池的第三方電池廠商，無法針對每一個品牌需求，都給出非常到位的、清晰的和個性化的解決方法。
北京理工大學(xué)車輛與交通工程學(xué)院副教授孫立清對《我國消費者報》記者表示，主流電池廠商根據(jù)自身擁有的電池規(guī)格和型號供車企做出選擇，在市場上具有主動權(quán)。但考慮到量產(chǎn)量力和成本等多方面因素，車企選擇空間往往較為有限。
隨著時間推移和消費者需求的變化，已經(jīng)有汽車公司意識到自主研發(fā)動力鋰電池的重要性。
安全是動力鋰電池生命線
一直以來，購車補貼政策與整車續(xù)航能力相掛鉤，補貼標準鼓勵續(xù)航里程長、能量密度高的新能源車型。同時，廣大消費者也更傾向于購買一輛行駛距離更遠的車型，不會因車輛續(xù)航能力而焦慮。
消費市場的普遍認知，推動著汽車公司想盡辦法提升動力鋰電池續(xù)航能力。同時在能夠享受到補貼的時間點內(nèi)也爭取獲得更多政策扶持。
補貼的誘惑讓很多車企盲目追求續(xù)航里程提升，紛紛搭載高能量密度電池。而這為新能源車安全埋下了隱患。
孫立清表示，汽車公司對續(xù)航里程的追逐，使三元鋰離子電池取代磷酸鐵鋰離子電池，成為市場主流選擇。雖然三元鋰離子電池續(xù)航能力有所提升，但其安全穩(wěn)定性相對較差，在車輛發(fā)生短路或者高溫環(huán)境下容易失控，從而導(dǎo)致自燃現(xiàn)象發(fā)生。
為了提高動力鋰電池安全性，擁有電池自主研發(fā)能力的車企也逐漸改變續(xù)航里程優(yōu)先的思維。
前不久，比亞迪重新采用磷酸鐵鋰材料，推出了刀片電池。據(jù)悉，這種名字獨特的動力鋰電池，最大不同就是通過密集排布保持足夠的剛度，在電池包安全防護上也能節(jié)省一部分傳統(tǒng)電池包層層防護的結(jié)構(gòu)，在提升動力鋰電池體積密度同時，還可以獲得更好電芯散熱設(shè)定，保證電池安全。安全是刀片電池的最大特點。同時，為自家純電車型量身定做的電芯，能最大程度提高空間利用率，解決純電動汽車型底盤高度問題，這是通過外采方式獲得動力鋰電池車企無法比擬的優(yōu)勢。歐陽明高說道。
就在刀片電池公布不久后，長城汽車也公布了全新的無鈷電池。由于鈷的成本較高，如何在后補貼時代降低消費者購車成本是車企必須面對的問題。
而無鈷電池的推出，是動力鋰電池行業(yè)發(fā)展的一大變革。它解決了三元鋰離子電池安全性低和成本高的兩個核心問題，在安全基礎(chǔ)上提升了車輛續(xù)航能力，又降低了消費者購車成本。記者了解到，正在研發(fā)中的一款無鈷電池能量密度可達240瓦時/公斤，預(yù)計搭載該款電池的車輛續(xù)航能力可達到880公里。
巧合的是，就在七月底，松下官方宣布要在未來兩到三年內(nèi)實現(xiàn)無鈷電池商業(yè)化。兼具性價比優(yōu)勢的無鈷電池有望成為引領(lǐng)下一站潮流的風(fēng)向標。
未來電池依然關(guān)鍵
隨著我國汽車消費升級的到來，消費者希望購買的是一輛高品質(zhì)的新能源車，這就要求汽車公司要朝這個方向去努力。孫立清表示，技術(shù)發(fā)展是不斷升級的過程，動力鋰電池整體發(fā)展還在摸索中，大量的研發(fā)投入是滿足消費者需求的保障。
在動力鋰電池領(lǐng)域，堪稱黑科技的石墨烯電池研發(fā)一直備受市場關(guān)注。
提及石墨烯電池，很多消費者并不會感到陌生。早在2014年，新能源車發(fā)展元年之時，業(yè)內(nèi)就曾提出過這一暢想，其高儲能、使用壽命長、充電時間短、重量輕的優(yōu)勢可謂是動力鋰電池最佳選擇。以使用壽命為例，石墨烯電池是鋰離子電池的兩倍，是氫化電池的四倍。
不過，受限于技術(shù)水平和生產(chǎn)成本，石墨烯電池一度消失在公眾視野中。
北京理工大學(xué)副教授劉鵬接受《我國消費者報》記者采訪時表示，當(dāng)初石墨烯電池商業(yè)化應(yīng)用面對的最大問題是成本過高。由于當(dāng)時新能源車市場體量不大，生產(chǎn)成本無法通過量產(chǎn)轉(zhuǎn)化，汽車公司在這一領(lǐng)域投入度不高。
經(jīng)過多年技術(shù)沉淀，當(dāng)時人們眼中的黑科技有了進入現(xiàn)實生活的可能。
七月二十八日，廣汽集團公開展示了其自主研發(fā)的石墨烯電池，優(yōu)良的導(dǎo)電性和特殊的三維結(jié)構(gòu)，使這款石墨烯電池可以做到8分鐘充滿80%電量，充電時間大幅縮短，將提升消費者用車體驗感受。
●背景
新能源車動力鋰電池發(fā)展史
作為電動汽車輛的重要能量來源，動力鋰電池技術(shù)歷經(jīng)了多次材料體系的變遷。而每一次動力鋰電池材料體系的變化都會引發(fā)汽車市場的震動。
說到動力鋰電池的發(fā)展史，要說回到100多年前。1834年，首款搭載干電池的電動汽車便已推向市場，但當(dāng)時過低的續(xù)航里程讓其在與內(nèi)燃機車的競爭中很快敗下陣來。此后很長一段時間內(nèi)，汽車市場再也難覓電動汽車的身影。
而隨著汽車生產(chǎn)水平不斷提升以及可持續(xù)發(fā)展理念的深入，汽車公司又重新萌發(fā)出發(fā)展新能源車的想法。于是，1971年，豐田汽車推出了全球首款油電混合動力車型普銳斯。其采用的是具備大電流充放能力的鎳氫電池，安全性好，但是比容量低，體積大。
幾年之后，在體積和成本方面有較大優(yōu)勢的鉛酸電池進入人們的視野，并一度在市場中達到了應(yīng)用高潮。不過，較低的能量密度依然是無法逃避的現(xiàn)實問題。
此后，業(yè)內(nèi)又將希望的目光放在了鎳鎘電池身上。1996年，全球首輛現(xiàn)代電動汽車通用EV1開始量產(chǎn)。早期EV1使用鉛酸電池組，續(xù)航僅為96公里。雖然通用在不斷升級電池，但是續(xù)駛里程過短的EV1仍然找不到銷路，最終只生產(chǎn)了2000多輛。
新能源車多次市場化推廣未果，讓汽車公司意識到，不解決續(xù)航里程難題，新能源車就難有大發(fā)展。
1997年，磷酸鐵鋰材料研發(fā)成功，加快了鋰離子電池的商業(yè)化應(yīng)用。同年，日產(chǎn)汽車生產(chǎn)出全球第一輛使用圓柱鋰離子電池的新能源車PrairieJoyEV。從此，鋰離子電池汽車正式登上新能源車舞臺。
鋰離子電池是現(xiàn)階段新能源車企的主流選擇，其優(yōu)勢在于能量密度較高、體積小、重量輕。但低溫會影響其續(xù)航里程，目前溫控元件也在研究發(fā)展中。
為了滿足消費者關(guān)于車輛續(xù)航能力的高要求，動力鋰電池材料已從磷酸鐵鋰轉(zhuǎn)向了三元鋰。三元鋰的能量密度比磷酸鐵鋰高，可將整車續(xù)航能力提升至400公里以上的階段，但其穩(wěn)定性較差。
回顧汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，技術(shù)不斷迭代創(chuàng)新成為推動產(chǎn)業(yè)化發(fā)展進步，為消費者供應(yīng)高品質(zhì)車輛的關(guān)鍵。
眼下，在鋰離子電池商業(yè)化應(yīng)用的同時，車企也在努力尋找更優(yōu)動力鋰電池材料作為驅(qū)動能源。
●相關(guān)鏈接
各類動力鋰電池之優(yōu)劣
鉛酸電池
優(yōu)勢：鉛酸電池的最大優(yōu)點是放電性能良好，車輛要動力時可瞬間輸出較大電流。鉛酸電池價格低廉且原材料資源豐富。同等規(guī)格的鋰離子電池價格大約是鉛酸電池的三倍。但從實際使用壽命來看，鋰離子電池的壽命更長。
劣勢：由于鉛酸電池的重金屬鉛和電解質(zhì)溶液污染性較強，在生產(chǎn)、使用和回收環(huán)節(jié)，很容易對環(huán)境造成危害。因此，從可持續(xù)發(fā)展角度來看，鉛酸電池并不適用于未來汽車綠色發(fā)展。
磷酸鐵鋰離子電池
優(yōu)勢：磷酸鐵鋰離子電池安全性較高，而且起步早、成本低，技術(shù)相對成熟，契合了汽車廠商節(jié)約成本的訴求。為應(yīng)對補貼大幅退坡，保持市場競爭力，以比亞迪、北汽新能源為代表的車企相繼調(diào)整了動力鋰電池應(yīng)用布局，在比亞迪漢和北汽新能源EC220等新車型上裝配了磷酸鐵鋰離子電池。
劣勢：磷酸鐵鋰離子電池低溫性能差。盡管電池生產(chǎn)廠商通過各種方法改善磷酸鐵鋰的低溫性能，但是磷酸鐵鋰材料的固有特點，決定了其低溫性能劣于其他正極材料。
三元鋰離子電池
優(yōu)勢：三元鋰離子電池能量密度高，而能量密度決定著新能源車的續(xù)航能力，這是消費者購車時的重要指標。此外，在冬季寒冷的溫度條件下，三元鋰離子電池續(xù)航能力雖有下降，但保持在可控范圍內(nèi)，車輛在不同氣溫環(huán)境續(xù)航表現(xiàn)較為穩(wěn)定。
劣勢：三元鋰離子電池受到撞擊和高溫時穩(wěn)定性較差，在高溫環(huán)境下會出現(xiàn)分解，并且三元鋰材料的化學(xué)反應(yīng)尤其強烈，一旦釋放氧分子，在高溫用途下電解液迅速燃燒，存在安全隱患。
燃料動力電池
優(yōu)勢：燃料動力電池能量轉(zhuǎn)化效率高，能量轉(zhuǎn)換效率可高達60%80%，是內(nèi)燃機的23倍。燃料動力電池的燃料是氫和氧，生成物是清潔的水，本身工作不出現(xiàn)一氧化碳和二氧化碳，也沒有可吸入顆粒物排出。
劣勢：由于燃料動力電池未進入大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用階段，其較高的生產(chǎn)成本無法通過量產(chǎn)進行消化。其次，燃料如何在安全性的前提下存儲，也是業(yè)內(nèi)面對的一個全新課題。
