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现在主流的动力电池是什么?

近期,全球电动车市场持续升温着。大众汽车最近在发表会上宣布将大力发展电动汽车,随后股价急剧上涨的宝马集团也在财报中提到了向电动汽车变革的战略。同时,一些国家已经将电动汽车纳入发展重点。

在电动汽车领域,电池无疑是最核心的部分。电动汽车的快速发展带来了电池生产能力的巨大需求。

一、电动汽车快速发展需厂家着重提高电池性能。

与传统的燃料汽车相比,电动汽车有很多优点,但劣势相同明显。汽油的能量密度在每公斤12公斤以上,现在电动汽车主流电池的能量密度只有每公斤零点几公斤,是汽油的几十分之一,能量直接控制了消费者重视的行驶距离。同时,电池占电动汽车总制造成本的比例现在从20%到40%,对整辆车的成本产生显着影响。因此,许多制造商将提高电池性能,降低成本放在未来发展的重点上。

二、动力电池主要分为三元锂电池和磷酸铁锂电池。

这两种类型的电池有重要区别在于正极材料不同。

顾名思义,三元锂电池的正极材料主要有三种。其中,特斯拉和松下生产电池有镍钴铝三种宁德时代等企业推进的另一种是镍钴锰,两种电池都使用镍和钴两种要素。其中,镍的作用尤为重要,一般来说,镍的比例越高,电池密度越高,持续距离越好。

多年来,印度尼西亚一直是最大的镍出口国,但从去年开始严格控制镍出口,加上电动汽车市场繁荣带来的旺盛需求,今年年初镍价上涨。根据高盛的分析,镍价格接触到每吨5万美元的历史上位,每辆电动汽车的价格可能上涨到1500美元(约合人民币9800元)。

特斯拉宣布ModelY车型的高性能版和长寿命版在中国的销售价格提高了8000元。Model3系列标准持续和长持续版在美国的销售价格提高了500美元。路透社上个月报道称,为了增加可靠的镍来源,特斯拉已向印度尼西亚矿业管理部门申请合作和谈判。印度尼西亚方面表示,双方的合作不仅仅是购买原材料,还涉及电池的全产业链。

出于成本考虑,越来越多的汽车公司最近开始青睐磷酸铁锂电池。特斯拉表示,Model3标准持续版开始采用磷酸铁锂电池,小鹏、北汽新能源等众多汽车企业今年也陆续发售铁锂电池板的电动汽车。与三元锂电池相比,磷酸铁锂电池成本低,结构稳定,安全性高,充放电循环寿命长,但能量密度和充放电效率存在劣势。

作为一直以来主要发展磷酸铁锂电池的企业,比亚迪近年来对这些劣势进行了多种方式的改进。去年,比亚迪优化了电池结构,使电芯成为刀片式,推出了刀片式电池。不仅性能提高,刀片式电池通过针刺穿透测试,安全性也大幅提升。

重庆比亚迪锂电池有限公司总经理钟盛:刀片式电池组装技术更容易,解决了用户续航里程的不安,能量密度比以前提高了30%以上。基本解决了电池自燃、自爆的安全隐患。

三、多家厂商押注新电池技术道路。

三元锂电池和磷酸铁锂电池经过多年的发展,技术接近成熟。现在松下和特斯拉的圆柱形电池、LG化学的软包电池、比亚迪的刀片式电池在形态上得到改善,但电池化学性能本身的瓶颈难以克服。因此,许多制造商纷纷开始押注硅负极电池、全固态电池等新技术路线。

三元锂和磷酸铁锂都是正极材料,负极材料是碳。为了大幅提升电池性能,许多制造商现在试图在负极材料上创新,并尝试用硅代替碳。

Enovix电池的最高经营责任人哈罗德·拉斯特:硅的主要优点是能量密度是碳的3倍,用硅代替碳意味着电池可能存储更多的能量,提高能量密度。但硅很好,但也有问题。最大的问题是膨胀,最高可达到300%。

几年前,特斯拉在石墨负极中混合了硅材料,当时的含量极少。大众集团最近也重点介绍了公司对下一个硅负极电池的发展。

在中国制造商方面。智己汽车今年1月发布的新车搭载了公司与宁德时代共同研发的最新电池,首次采用掺硅补锂技术。据广汽集团1月份介绍,搭载硅负极电池技术的车型已经按计划进入实车测试阶段,产品计划今年上市。不仅在电极上下功夫,电解质的创新也备受瞩目。

目前,国内外许多汽车企业正在配置固态电池技术。

中国汽车动力电池产业创新联盟副秘书长马小利:其命名基于其电解质形态,固体电池电化学稳定性、热稳定性好,其电池安全性等各方面可能相对提高,这是液体电池的优点。

使用全固态电解质后,锂离子电池的适用材料系统也会发生变化。其中的核心是,不需要使用锂嵌入的石墨负极,而是直接使用金属锂制作负极,可以明显减轻负极材料的使用量,明显提高整个电池的能量密度。

目前,丰田在固态电池领域拥有1000多项专利,居世界前列。丰田表示,公司计划今年推出世界上第一辆搭载固体电池的原型车,到2025年实现固体电池汽车的批量生产。另外,从2012年开始,大众汽车与固态电池创业企业的量子景观合作。最近,量子景观宣布取得重要技术突破,今年下半年开始在美国加利福尼亚州设立试制生产线,生产能力达到每年10万个电芯。

量子景观公司的最高经营责任人贾格迪普·辛格:多层堆积单片电池的过程对寿命等没有负面影响。这是一个重大突破。这意味着我们现在可以继续扩大堆积规模。今年下半年,我们将将这个层数增加到8层到10层。如果我们能达到目标,我们可以开始向客户交付实际样品。

在国产汽车领域,旗下的第一辆半固态电池批量生产车将于明年上市。

蔚来会长李斌:150度电池包采用最高端的批量生产固态电池技术,实现了360瓦时每公斤的超高能量密度,发布的新车持续超过1000公里。

随着科学技术的进步,将来会出现更高端的汽车电池,有一天,普通人也能驾驶安全性高、成本低、寿命长、充电快的电动汽车。

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