鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:641次 | 2021年10月18日
最熱門新電池技術(shù)盤點(diǎn) 您看好那種路線?
近些年來,隨著新能源汽車的快速發(fā)展,傳統(tǒng)的磷酸鐵鋰離子電池和常規(guī)三元電池已經(jīng)不能滿足消費(fèi)者的需求,人們期待著性能更加優(yōu)越、價格更加實惠的動力鋰離子電池,在這種背景下不少動力鋰離子電池廠商、汽車制造商紛紛投入到新電池研發(fā)中,計劃產(chǎn)出高性能動力鋰離子電池,以應(yīng)對變化的市場需求。近些年,陸續(xù)出現(xiàn)不少新電池和新技術(shù),那今天讓我們一起來看看。
全樹脂電池:日本新型電池
日本的新電池去年就開始布局,最近才宣布要在2021年秋季啟動量產(chǎn)。全樹脂電池與傳統(tǒng)電池最大的差別是,電池組成物質(zhì)替換成了含有電解液的凝膠狀樹脂,利用樹脂將電極材料進(jìn)行包裹,作為電池的正極和負(fù)極。
優(yōu)勢:樹脂材料擁有不易爆炸的特性,安全性極高,即使鉆孔、切割也不會起火。
成本方面,預(yù)計在每瓦時十二日元(1元約等于16.七日元)以下(傳統(tǒng)鋰離子電池成本為15-二十日元)。
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%
能量密度、續(xù)航方面暫時沒有確切的數(shù)據(jù)。
目前來說,全樹脂電池在國內(nèi)還沒有引起什么轟動,不過由于提出這個方法的是日本初創(chuàng)電池公司APB創(chuàng)始人,在日本還是備受關(guān)注。
通用:Ultium電池組
通用主打的就是低成本和大容量,通用負(fù)責(zé)人稱該電池組容量最高可達(dá)200KWh,搭載該電池的純電動汽車?yán)m(xù)航里程可達(dá)400英里,車輛可在3秒內(nèi)從0加速到100km/h。
成本方面,通用宣稱新電池采用了低鈷化學(xué)物質(zhì),電芯成本有望降至100美元/kWh。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測繪、無人設(shè)備
新電池或?qū)⒋钶d在凱迪拉克純電動SUVrip、旗艦級純電動轎車Ceiestip以及凱雷德ESCALADE純電動版等車型。
不過這些說法還未經(jīng)過驗證,通用聲明也只是設(shè)想,具體的也不清楚。而且目前特斯拉僅用100kWh的電池就可以達(dá)到400英里,通用的優(yōu)勢似乎沒那么大。
刀片電池:超級磷酸鐵鋰離子電池
“刀片電池”是年初的時候,王傳福在電動汽車百人大會上提出來的。相有關(guān)寧德時代而言,比亞迪將重點(diǎn)放在磷酸鐵鋰離子電池上。這次推出的“刀片電池”簡直稱得上“超級磷酸鐵鋰離子電池”,體積比能量密度上比傳統(tǒng)鐵電池提升了50%,壽命長達(dá)8年120萬公里,最高續(xù)航可達(dá)600公里。
成本也將會得到極大的降低,2019年比亞迪新能源乘用車電池包平均成本為0.85元/Wh。如使用“刀片電池”成本將下降至0.6元/Wh。目前“刀片電池”不外售,僅供比亞迪自己使用,這使得比亞迪在成本上占據(jù)很大優(yōu)勢。
前段時間比亞迪漢EV亮相,有關(guān)“刀片電池”的信息就更加明確了。目前漢EV車型供應(yīng)單電機(jī)與雙電機(jī)兩種續(xù)航版本,雙電機(jī)版本的最高NEDC工況法續(xù)航達(dá)605公里,電池系統(tǒng)能量密度為140Wh/kg。
續(xù)航方面沒有異議,但是能量密度沒有那么實際的效果,略低于此前寧德時代公布并于去年投入生產(chǎn)的NCM811(高鎳電池)的最高包體能量密度180Wh/kg。
固態(tài)電池:高成本困擾
固態(tài)電池這些年風(fēng)很大,被認(rèn)為是可以替代鋰離子電池的最好選擇。相有關(guān)傳統(tǒng)鋰離子電池而言,固態(tài)電池采用固態(tài)電解質(zhì),采用鋰、鈉制成的玻璃化合物進(jìn)行傳導(dǎo)。固態(tài)電池?fù)碛袀鹘y(tǒng)鋰離子電池?zé)o法替代的優(yōu)勢,代表著未來動力鋰離子電池發(fā)展的方向和趨勢。
其優(yōu)勢:1、體積小、輕薄。2、電池能量密度高。3、安全性更高。
但痛點(diǎn)在于成本太高。據(jù)數(shù)據(jù)顯示,液態(tài)鋰離子電池的成本大約在每千瓦時200~300美元,而供電動汽車使用的固態(tài)電池成本則高達(dá)9000萬美元。成本過高就難以實現(xiàn)商業(yè)規(guī)模和成本預(yù)算的平衡。
目前固態(tài)電解質(zhì)重要分為聚合物、氧化物和硫化物三種,寧德時代已布局聚合物固態(tài)鋰金屬電池和硫化物固態(tài)電池的開發(fā)。包括長城、、本田等國內(nèi)外知名車企均布局了固態(tài)電池,前不久日本松下和豐田成立的合資公司,也將固態(tài)電池作為重要產(chǎn)品。
固態(tài)電池還是擁有巨大發(fā)展?jié)摿Φ?,不過能否在近幾年實現(xiàn)市場化,那就有待討論了。
特斯拉新電池:干電極+超級電容
特斯拉在追求低成本的路上越走越遠(yuǎn),首先是拋棄松下,牽手寧德時代和LG化學(xué);其次便是自建電池生產(chǎn)線,以此來擺脫對電池廠商的依賴。
而有關(guān)電池成本,馬斯克的目標(biāo)是,要讓電池成本價低過美國汽油的成本價。要達(dá)到這個目標(biāo),對電池材料會有很高的要求,不僅要材料性能好還要價格實惠。
據(jù)說,特斯拉的新電池是干電極+超級電容的組合。目前干電池能量密度已經(jīng)實現(xiàn)300Wh/kg,目標(biāo)可以超過500Wh/Kg。而電池成本將有望壓低至100美元/kWh。
不過由于材料限制,新電池生產(chǎn)工藝難度很大,短時間內(nèi)難以來量產(chǎn),和固態(tài)電池相同面對著如何實現(xiàn)市場化的難題。
小結(jié):隨著全球電動化的加速,動力鋰離子電池的核心戰(zhàn)略地位更為突出。綜合成本、安全性、續(xù)航里程等各方面擁有優(yōu)勢的公司才有機(jī)會存活。目前動力鋰離子電池向低成本、高續(xù)航過渡明顯,不過公司之間在原材料的選擇上呈現(xiàn)多樣化。有的在尋求新材料,有的精簡鈷的含量,而比亞迪則是繼續(xù)沿用磷酸鐵鋰離子電池。就筆者個人而言,短時間內(nèi)比較看好比亞迪的“刀片電池”,長期可能會傾向于特斯拉新電池。