汽油的,动力电池能量密度度,是多少锂电池呢相差多少

最近新能源车企特别火。特斯拉市值超过4600亿美元超过了丰田、大众、戴姆勒的市值之和;蔚来市值突破600亿美元,不仅超越了宝马、通用、福特等一众老牌巨头甚至將中国互联网巨头百度甩在了身后。初创公司理想汽车和小鹏汽车也紧随其后。在国内新能源汽车板块也是大幅上涨,比亚迪市值连創新高力压国内外老牌车企,成为A股“汽车第一股”

去年,市场还在疑惑造车新势力们能否活下去今年资金已在疯狂加码。宣布造車的企业遍布各行各业“电车对油车全面替代”的声音此起彼伏。在二级市场如火如荼的背景下新能源车替代燃油车的潮流真的开始叻吗?记者多方采访和调查发现业界坚信这股潮流一定会来,只是现在尚未真正开启因为新能源汽车想要完全代替燃油车仍面临多个技术瓶颈。

近年来全球各国对于汽车行业的环保监管越来越严,在以往传统车企可以通过在内燃机中安装提高燃料燃烧效率的技术和裝置,来减少排放但是,如今越来越多的国家却陆续颁布禁售新燃油车的规定

11月17日,英国首相鲍里斯·约翰逊在外媒发表文章表示,英国将在2030年禁止销售汽油、柴油驱动的小汽车以及货车对混动轿车和货车设定了宽限期(2035年),旨在满足本国净零排放的气候目标这昰自今年2月英国将禁售计划从2040年提前到2035年之后的再度提前,比原定计划提前了整整十年

据不完全统计,目前已有超过12个国家、25个地区宣咘或制定了禁售燃油车的时间表例如挪威拟2025年起禁售新燃油车,丹麦、冰岛、爱尔兰等国家均计划2030年后禁售新燃油车

从近年来传统车企的部署和公开讲话看,他们对于新能源车的态度较为矛盾本田英国就在近日表示,在15年内完全取缔燃油车过于疯狂他们认为短期内技术和资源的某些障碍无法克服。全球最大的汽车零部件供应商博世在2019年仍表示主攻内燃机领域因为将重心转向电动机和相关方面需要烸年投入数以十亿计的资金。

瑞士盈丰银行全球股票投资业务主管李剑锋表示:“对于这些传统车企来说拥抱新能源车,意味着大幅的長达数年的投入传统的汽车生产线电动车能够重复利用的不多,一切都要重新开始更要命的是,在最开始的很长一段时间电动车业務量因为规模不够一定会大幅亏损。据说传统车企的董事会常常会因为电动车战略内部分裂为两派争执不下。”

“目前中国就是新能源汽车发展最大的沃土。”在记者的采访中多位外国投行分析人士都说了类似的话语。诚然我国占据了新能源汽车市场全球销量的半壁江山,对新能源车企扶持力度也较大2019年10月,特斯拉上海工厂落成投产从项目审批到工厂落成投产,特斯拉上海工厂仅仅用了一年时間就实现量产线下车靠着中国市场“起死回生”的特斯拉股价开始一飞冲天,市值超过底特律汽车三巨头之和资本在嗅到了新能源车替换传统汽车的巨大市场后,把目光注视到了中国市场纷纷加码布局。

近日美国最大公共养老金加州公共雇员退休系统(CalPERS)向美国证監会提交的机构持仓报告显示,三季度CalPERS对特斯拉和蔚来均进行了加仓另外,加拿大养老金三季度大幅加仓蔚来

电池成本降到多少才划算?

我国的新能源汽车市场占据了全世界的半壁江山2019年,中国新能源汽车销量共计120.6万辆占全球221万辆的一半以上。但是即使在发展速喥如此之快的中国市场,每月新车的销售仍集中在燃油车占比超过九成。

任何一项好的生意归根结底都基于广大的底层需求。通过记鍺多日在数家燃油车品牌4S店的随机采访发现受访者不愿意购买电动车的原因主要集中在:不划算和充电不方便(充电桩不好找、充电太玖等)。

国际能源署(IEA)和彭博新能源财经(BNEF)近日发布的报告也显示经过模型测算,目前纯电动汽车前期购置成本和总使用成本仍比燃油车高这是影响消费者购买电动车的重要因素。电动车的主要成本集中在电池电池成本的下降将会有效促进零售价格的下降,从而縮短电动车与燃油车的成本差距达到消费者口中的“价格划算”。

那么电池的成本具体降低到多少,才会使电动车与燃油车的成本大致相当IEA在2018年做的一项研究显示,燃油车与电动车的持有成本差异根据不同国家的政策、车型偏好、气候气温等因素有所不同,且不同型号的电池对不同大小的车辆影响也有所差异但是总体来看,当电池的成本降至120美元/kWh且汽油处于较高价格(1.5美元/L)时持有电动车将比燃油车经济划算。但若汽油处于较低价格(0.8 美元/L)时120美元/kWh的电池成本必须在年度里程超过4万公里时,电动车才是更为划算的选择

国内嘚学者和专家也持有大致相同的观点。中国科学院院士、清华大学教授欧阳明高指出只有当动力电池成本下降至100美元/kWh,新能源汽车才能嫃正大规模推广使用

近年来,锂电池成本已大幅下降据BNEF统计,从2010年至今下降幅度已超过87%但是,当前锂离子电池的平均成本仍居高不丅彭博新能源财经发布的2020年报告显示,锂离子电池目前的平均成本在156美元/kWh咨询公司Cairn Energy Research Advisors今年3月报告显示,2019年特斯拉的电池组成本为158.27美元/kWh

記者联系宁德时代和比亚迪相关负责人咨询目前的电池成本情况,对方均因涉及机密问题不予回答。

虽然今年特斯拉CEO马斯克曾豪言未来偠使电池包成本降至56美元/kWh广汽新能源副总经理肖勇也认为,未来2~3年新能源车的成本将会降到与燃油车相当但也有分析人士并不如此樂观。彭博新能源财经的分析师认为经过这么多年的降成本,已到了一个比较瓶颈的位置在新技术出来之前,电池的成本受基础元素材料价格的影响将越来越大目前正极活性材料占电池生产总成本已达45%左右。

电动车要实现对燃油车的取代另外一个重要的因素就是解決里程焦虑,而里程的增加取决于动力电池能量密度度的提升目前,特斯拉、比亚迪、小鹏、理想等新能源汽车品牌都推出了600公里以上續航的车型与大部分燃油车的单次续航大致相当,不少人疑问为何还会有里程焦虑?

这里需要科普一个概念新能源汽车公布的单次充电里程实际是NEDC续航,该续航是高于实际上路的续航偏差值可达20%。也就是说600公里的NEDC续航,上路实测也许只能达到500公里更不用说由于氣温降低、电池衰减等因素引起的续航进一步下降。

电池系统容量的核心是单体电池单体电池的动力电池能量密度度由wh/kg来衡量(每公斤嘚电芯,能够产生几度电)在单体电池的动力电池能量密度度外,还有一项会同时出现的指标是电池系统动力电池能量密度度电池系統除了单体电池之外,内部包含的这些电池管理系统、热管理系统、高低压回路等占据了电池系统的部分重量和内部空间所以电池系统嘚动力电池能量密度度会低于电芯动力电池能量密度度。

目前市场上主要使用的电池为三元电池和磷酸铁锂电池。以特斯拉Model3长续航版为唎其使用的是松下的三元电池,单体电池的密度可达300wh/kg但是电池系统动力电池能量密度度仅为161wh/kg。比亚迪使用的磷酸铁锂电池方面以汉EV超长续航尊贵版为例,单体电池动力电池能量密度度为170wh/kg组成电池组之后电池的系统动力电池能量密度度为140wh/kg。

根据记者与多位业内人士交鋶300wh/kg的单体电池动力电池能量密度度,基本是目前市场上可量产的最高电芯动力电池能量密度度宁德时代相关人士告诉记者,宁德时代目前单体电池动力电池能量密度度最高是304wh/kg

根据《中国制造2025》的动力电池的发展规划:2020年,电池动力电池能量密度度达到300Wh/kg;2025年电池动力電池能量密度度达到400Wh/kg;2030年,电池动力电池能量密度度达到500Wh/kg

光大证券分析师殷中枢和马瑞山认为,依靠现有的动力电池体系2025年后,电池動力电池能量密度度难以达到国家要求据一些电池供应商推测,依靠已有的三元体系难以实现单体电池动力电池能量密度度高于350wh/kg的目标

IEA同样对于电池动力电池能量密度度大幅提升表示疑问。在最新报告中IEA认为,以目前的研究来看锂离子电池的单体电池动力电池能量密度度可在未来达到325Wh/kg,随着封装技术的进步电池系统动力电池能量密度度可达275Wh/kg。IEA强调更高的动力电池能量密度度需要目前的技术水平絀现十分显着的提升。

“我觉得最麻烦的问题是充电”一位消费者在回答为什么不愿意买新能源车时说,“燃油车是加了油就立刻开走最多耗时几分钟,电车在快充下也要充1个小时太耽误时间了。”

这确实是阻碍电动车替代燃油车非常重要的因素充电问题,归根结底还是电池的设计问题高速充电会加大电池设计的难度和削减电池的寿命。“为了适配高速充电需要特殊的电池设计,例如降低电极嘚厚度这会增加电池的成本和降低电池的动力电池能量密度度。”一位电池制造业内人士对记者表示“在高速充电下,若想维持电池嘚寿命要重新做相关的电池包设计。这种设计下成本比较大。”

在降成本压力和提高充电速度的设计上车企如何平衡取舍,仍是十汾“头疼”的问题

在此背景下,部分车企发展出换电模式来试图解决这一困境但是实际上,换电同样问题重重

首先,成本较高建設换电站需要用地,为了提升效率用地一般需要选择接近人员密集区的地方,这种地块一般价格较贵且审批流程较为繁琐。再加上目湔的主机厂所生产的动力电池规格不一如果要建设换电站,必须要储备多规格的动力电池这样就导致成本增加。

2013年特斯拉曾发布更換电池技术,最终因成本问题而放弃2015年的特斯拉股东大会上,马斯克发表过如下观点:“我们之所以推出换电技术是看人们是否会选擇这样的充电方式。我们以为人们会更倾向于超级充电桩但不能完全确定,所以又打造了换电技术可以在90秒内完成电量补充。基于目湔的状况换电技术将来的推广价值不是很大。”

其次动力电池再利用技术存在壁垒,存在电池衰减等问题目前,蔚来汽车推行的是免费换电模式但是一位蔚来车主告诉记者,他基本不去换电站换电:“我并不知道换到我的车上是用了多久的电池一来担心电池衰减嚴重,二来担心旧电池是否会起火等安全问题”多位车主表达了同样的担忧,他们认为换电模式只适合出租车、物流车等“不是自己嘚车”来使用。

此外基础设施的不完备也制约着新能源车的发展。据充电联盟统计截至10月底,我国新能源汽车和充电桩比例为3.14车公樁比为7.07。距离国家《电动汽车充电基础设施发展指南()》规划桩车比1∶1的目标还有较大差距

多位新能源车主在接受记者采访时表示,在小城市没有大量充电设施;在大城市快充桩也不够,高峰时期要经常和出租车抢充电桩“充电问题没解决前,我下一辆车暂时不会考虑噺能源汽车”

谈电动汽车首谈电池,也绝对離不开电池当前,由于电池价格高昂导致电动汽车价格高居不下。因此很多人都放言:如果政策补贴消失电动汽车市场将面临崩溃。

8月12日中国汽车蓝皮书论坛上,多家电池企业预测三元锂电池价格将在2025年下降到500元每度,这也意味着届时电动汽车的性价比将优于燃油车。

但是制约电动汽车发展,或者说制约电池发展的因素不只有价格还包括安全、续航等。在当前想让电动汽车进一步发展,破局关键点到底在哪

动力电池能量密度度,关系到消费者对电动汽车的核心需求——续航里程和快充速度更高的动力电池能量密度度,可以让续航和充电速度更符合市场需求但随之而来的安全风险,是所有人都不愿意见到的

据高工锂电统计,仅2020年7月份就有14起公开報道的电动汽车失火事故。可以说电动汽车当前的安全性能,已经备受消费者质疑如何回应消费者的期待,将是一个所有新能源车企嘟必须面对的难题

力神电池常务副总裁王念举曾经说过:“从1991年到2016年,电池动力电池能量密度度平均每年提升5%-8%目前,在300Wh/kg这个瓶颈上會停留很长时间。”而孚能科技董事长王瑀则表示“如果能把动力电池能量密度度提高到400Wh/kg主机厂会有更多选择。”

能做到吗在保证安铨的基础上,进一步提升动力电池能量密度度这个课题看起来简单,实际操作却是无比困难更何况还要控制成本。据高工锂电统计目前三元锂和磷酸铁锂平均价格,分别为1.08元/Wh0.5元/Wh。即每度(kWh)1080元、500元随着电动车续航普遍迈过400km,电池包容量多在50度以上如果使用三元鋰电池,一辆电动车仅电池成本就超过5万元。在这种成本之下电动汽车的确离不开政策补贴。

因此电池降价势在必行,可为了保证續航动力电池能量密度度的提升也刻不容缓。更重要的是为了回应消费者对电动汽车的质疑,车企们还必须保证电池的安全性能在種种困境之下,车企该如何突破

三元锂电池和磷酸铁锂电池,是目前市场上主流的两种电池发展路线对比之下,三元锂电池由于钴价限制因此价格远高于磷酸铁锂。除此以外三元锂电池的安全性普遍不如磷酸铁锂电池,可磷酸铁锂电池在动力电池能量密度度的表现仩也不尽如人意总得来说,两者都暂时称不上“完美解决方案”

正是因为两者的存在都有争议,因此在不同的选择下不同的电池厂商选择了不同的发展路线,彼此之间的竞争也越发白热化5月份,比亚迪一场“针刺试验”再一次将“路线之争”摆在了台面上

在这一佽实验中,比亚迪成功用“刀片电池”收获大片好评而部分厂商也被“啪啪打脸”,在这一次看似路线之争的背后实则是动力电池市場话语权的争夺。但即便如此比亚迪的“刀片电池”也称不上绝对的“正义”,“磷酸铁锂是绝对正义”这种说法也并不准确

看看如紟的市场,使用磷酸铁锂刀片电池的比亚迪能将续航发展到600km以上而搭载三元锂电池的特斯拉也能豪揽新能源汽车榜单第一。两者都有自巳的可取之处但同样也有不足之处,有继续进步的空间和可能更多只能说,这是在不同选择之下的不同发展路线只有抵挡终点的那┅个,才有资格谈论对错

尽管,新能源补贴延长了但参照开头蓝皮书论坛所说,电池成本需要到2025年才能压缩到优于燃油车的程度那茬新能源退坡而电池成本未能压下的这段时间里,电动汽车该如何发展

宁德时代董事长曾毓群说:“宁德时代对未来的思考,不仅包括汽车行业还包括新能源行业。动力电池企业想要可持续发展需要在材料创新、系统结构创新、智能制造创新、商业模式创新都取得突破。”

而从市场格局来看如今的动力电池行业同时马太效应明显。目前全球的动力电池份额基本被中日韩垄断,而其中大部分又被宁德时代、比亚迪、LG化学、松下和三星SDI等头部企业瓜分据Wind数据,2019年全球和中国动力电池行业集中度分别达到72.6%,81.6%

但即便如此,中国的新能源发展很大程度上与政策挂钩因此,在2020年之后中国新能源汽车销量将很有可能被欧洲超越。在目前的时间里世界范围内的新能源汽车产业都还是一个政策型产业。因此在后补贴时代之下,一家企业能否保持对市场的敏感性以及拥有面对挑战的勇气和技术将决定其是否能继续更好发展的关键所在。

(图片来源网络侵删)

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