亚洲A∨无码澳门在线_亚洲色偷偷色噜噜狠狠99_国产普通话刺激_女生免费黄视频

紛繁復雜的動力電池技術

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2018年09月24日  

新能源汽車是近年來汽車行業(yè)發(fā)展的主要方向之一。據統(tǒng)計,2014年全年新能源汽車銷量已突破7萬輛。車載動力電池是電動汽車的主要部件,其成本約占總成本的30%-50%,甚至更高。因此,動力電池無疑是現階段影響新能源汽車發(fā)展的最關鍵因素之一。

目前市場上主流技術仍以鉛酸電池技術、鎳氫電池技術、鋰電池技術、燃料電池技術為主,偶爾會有液流電池、金屬空氣電池的相關報道,但是這些技術多停留在實驗室階段,各自的技術瓶頸短期內很難突破。

在動力電池市場當中,鋰電池技術是最火熱的。從正極材料上,可以分成磷酸鐵鋰、鈷酸鋰、錳酸鋰、三元材料等等。各自的優(yōu)缺點,相關報道很多,在此不再贅述。

從性能提升上看,現有產業(yè)化的鈷酸鋰、改性錳酸鋰和磷酸鐵鋰在基礎研究方面有技術突破可能性微乎其微,其能量密度和各種主要技術指標已經接近其應用極限。而三元材料在性能上仍有空間,有機構也預測,未來三元材料的市場份額也會逐年提高。隨著市場份額的不斷提升,未來的三元材料性能有望超過鈷酸鋰,但是短期內實現大的突破,仍有困難。就如同美國能源部肯塔基州國家實驗室電池制造配套研究與發(fā)展中心主任TonyHancock在2012年所說的:“鋰電池的解決方案至少需要十年,甚至可能二十年?!?br/>
新技術給鋰電池帶來新的希望。在此不得不提的是石墨烯技術和鋰硫電池技術。

提到石墨烯技術,2014年最受關注的無疑是西班牙Graphenano公司同西班牙科爾瓦多大學合作研發(fā)新型石墨烯電池。石墨烯電池的出現,無疑意味著石墨烯在電池應用領域邁出了堅實的一步。但是這種電池真正的性能,還要在拿到樣品之后才能得到驗證。尤其是在長循環(huán)后,電池性能的穩(wěn)定性,是否還能維持原來的水平,電池的安全性能如何,更需要較長的時間去驗證。除此外,筆者認為,石墨烯自身的產業(yè)問題,生產和應用上的工藝問題,安全性問題尚待解決。

鋰硫電池技術由上世紀90年代提出,目前在美國、歐盟、日本、韓國等能源技術較發(fā)達的國家和地區(qū)對該技術廣泛看好。長遠看,該技術有非常好的商業(yè)化前景。但是實現起來,仍有很多困難。德國和日本企業(yè)把能量密度達到500Wh/kg的鋰硫電池的商業(yè)化目標定在2020年,該技術的難度可見一斑。

2014年還有一些其他的新技術被披露。比如具有3D網格電極結構的鋰電池,可以實現100C以上的快速充放電,能量密度也是傳統(tǒng)電池的5倍以上。這些通過理論估算或在實驗室已經試驗成功的“超級鋰電池”,無疑是2014、2015年最好的作品。但是動力市場需要的是一致性好、性能穩(wěn)定、安全性高、易于復制的產品。從作品到產品仍需有一定的路要走。

鋰電池的價格方面,從2011年至2014年,持續(xù)下行。尤其是2014年,降幅超過10%,筆者認為主要是以下原因。

首先,從2011年到2014年的數據上看(如下圖所示),鋰電池的產能和產量都在增加。這意味著鋰電池的生產規(guī)模在逐漸增加。擴大生產規(guī)模,是降低成本的先決條件。

第二,假設我們引入生產飽和度的概念,即產量占產能的百分比(如下圖所示),會發(fā)現生產飽和度逐年上升。尤其是在2014年,生產飽和度從28%一躍超過了60%,大大降低了設備閑置帶來的成本,使得鋰電價格降低。

2015年的市場預測,隨電動車市場的擴大,動力鋰電池的產能、產量、生產飽和度都會進一步的提升,因此動力鋰電池仍會有10~15%的慣性降幅。高端動力鋰電池產品的份額也會擴大。價格大戰(zhàn)一旦觸發(fā),許多中小動力電池企業(yè)將有可能出局,比如當前號稱磷酸鐵鋰的價格可以做到2000RMB/KWh,這個價格還有多少利潤在,企業(yè)如果真的這個價格出貨能堅持多久,全憑企業(yè)實力了。從正極材料的種類上看,磷酸鐵鋰在2014年比前年增長了150%,2015年仍會保持良好的發(fā)展勢頭,三元材料產量也會呈現上升趨勢。

鉛酸電池技術到現在有150年之久。500~600RMB/kWh度電成本,80%的二次電池市場占有率,足以讓任何電池技術汗顏。面對這樣一個廉價、成熟、易于回收的電池技術,可能除了被冠以“污染”的帽子以外,再也找不出他的弱點。因此,對于鉛酸電池來說,最重要的,是如何正確認識“污染”的問題。鉛酸電池在使用過程中是安全的。在生產過程和回收過程中造成的環(huán)境污染也是可控的。在性能上,許多先進的鉛酸電池技術做了很多的嘗試,如卷繞式鉛酸電池、雙極式鉛酸電池、鉛炭電池等等。由于鉛酸電池技術非常成熟,因此稍作優(yōu)化,都有可能提升其性能。因此,鉛酸電池也是2015年最有前景的技術之一。

提到鎳氫電池,不得不提到豐田公司的PRIUS。累計銷售量600萬輛以上,其成功毋庸置疑。PRIUS使用鎳氫電池的混動技術,已經證明鎳氫電池已經可以滿足混動需求。鎳氫電池的原材料鎳鈷金屬較為稀有,價格較高,因此鎳氫電池的高成本是從“基因”里帶來的。有人曾研究,鎳氫電池的產量與鎳鈷合金的價格呈現正相關的影響。這意味著,生產越多,可能原材料成本越貴。從應用上,鎳氫電池用量從2006年呈逐年下降趨勢,原在家用電器、電話、玩具上的市場份額,也逐漸被鋰電池所蠶食。性能上,更大放電倍率的電容型鎳氫電池被開發(fā)出來,但是筆者認為,除非有特殊需求時,否則這種電容型電池的實用性并不高。不但不能降低鎳氫電池的成本,還大幅增加了充放電設備、電纜等輔助設施的成本,同時也增加了安全隱患。2015年,純電動市場并沒有留給鎳氫電池太多機會,固守混動市場,提高產品一致性才是最必要的。

最后,筆者談談燃料電池技術。2014年底,豐田公司宣布Mirai的量產。與特斯拉不同,Mirai的量產,讓車企不得不把目光重新投向燃料電池。這都源自于豐田在業(yè)內的號召力。順便提一句,在Mirai上,燃料電池與鎳氫電池的“電電混合”,也再次證明點鎳氫電池適合混合動力的特性。

Mirai上市,是不是燃料電池進入商業(yè)化階段的標志?筆者認為,下次結論為時尚早。燃料電池是“古老”的電池技術,比鉛酸電池還早20年。發(fā)展如此緩慢,可見該技術問題之多,難度之大。豐田的燃料電池技術,并沒有擺脫對貴金屬催化劑的依賴;700個大氣壓的氫氣儲罐壓力,也會讓駕駛者心里打鼓,更關鍵的是諸如制氫、儲氫等氫氣產業(yè)鏈的問題,也沒有解決。所以Mirai的上市,為燃料電池提供了一個“公測平臺”。同時,也是“投石問路”。如果Mirai獲得較好的銷量,那么會有更多的機會拿到更多的政府補貼和優(yōu)惠政策,也會有更多的企業(yè)投身其中,以達到促進燃料電池技術加速發(fā)展的目的。所以在2015年,是燃料電池的“公測年”,此時談性能和成本,意義不大。

在2015年,雖然動力電池的本體有大幅提升的可能性不大,但是仍有許多功課可以做。比如電池成組技術、熱管理技術、電池管理技術、電電混動技術等,都是提高電動車整車性能的關鍵技術。比如特斯拉ModelS上使用的鎳鈷鋁三元材料作為正極材料的鋰電池,使得其電池成本比Roadster降低了30%。這種電池有較高的比容量,和較低成本,但是缺點是安全性能相對較差。特斯拉通過先進的電池管理技術,使得電池在使用中的安全性完全滿足市場需求。

歐陽明高先生說:“2014年是電動車進入家庭元年?!蹦敲矗S著電動車進入家庭,2015年成為了動力電池“練兵”的元年。

相關產品