中国新能源电池的发展

深度:2020年动力电池技术进化引发新能源市场变革

随着电动汽车动力电池技术的快速发展,动力电池系统能量密度从最初的不到100wh/kg已经发展到目前的180wh/kg。而据动力电池业内人士表示,2020年动力电池单体能量密度超过300wh/kg,系统能量密度达到240wh/kg已无悬念。如果对240wh/kg这个数字没有什么概念的话,那如果说一台紧凑级纯电动汽车充满一次电能够行驶超过800km,就能够清楚的知道这个系统能量密度240wh/kg是什么意思了。

电动汽车可以跑的更远的同时,一个重要问题出来了:

充电效率跟续航里程一样,制约着电动汽车的发展和普及。随着三电系统电压的提升,原本400伏电压平台将逐渐的被摒弃,而以保时捷Taycan为代表车型的800伏电压平台,以及比亚迪为代表的600伏电压平台,将逐渐取代老旧的400伏电压平台。

除了系统成本降低、效率提升之外,高电压系统最大的好处就是让电动汽车的充电效率大幅提升。以保时捷taycan为例,保时捷taycan的充电功率最高达到了250千瓦,充电5分钟可行驶100公里。而目前市场上销售的绝大部分车型的最高充电功率仅仅维持在60-80千瓦左右。而以国家电网为主导的360千瓦快充标准及整车应用,也将合适时机与北汽新能源联合推出。

可以想象,2020年及以后的2年内,电动汽车单次续航里程以及充电效率将基本上解决。一台单次充电续航800公里、充电时间只有20分钟左右的电动汽车,已经基本上具备了颠覆传统燃油汽车的能力。

冬季电动汽车续航里程缩水,又一个重要问题出来了:

在气温低至-20℃的冬季室外使用手机,续航能力将大大降低,基本上10分钟左右手机就会直接关机。这是锂离子电池的特性,低温环境下电池活性会迅速降低导致。

同理,一台电动汽车在冬季的低温环境下正负极之间的离子移动将变得困难,对应的电池的活性也将大大的降低。所以,很多电动汽车车主在冬季使用车辆的时候发现,续航里程往往只能达到其他季节的一半左右的表现,同时充电的效率也大大的降低,甚至于在较为极端的环境下根本充不进去电。

似乎动力电池热管理已经成为业内的最大难题。如果没有好的解决方案,电动汽车在高纬度地区的普及将大大受阻。这个问题如何解决似乎已经成为业内的最大痛点。

如何解决动力电池极端气候充放电效率不足,另一个重要问题出来了:

现在,已经有很多的车厂或动力电池厂商,通过物理保温的方式给电池系统加上隔热性能较好的保温材料。这样一来,动力电池总成在冬季低温环境下的确可以获得较好的保温效果。通过物理隔热可以缓解冬季低温环境动力电池活性降低、续航里程严重缩水的问题。但是夏季高温环境下,动力电池散热弊端又显现出来。

目前三元动力电池普遍都有热稳定性差,动力电池温度超过200℃就会造成热失控,并导致电池起火甚至爆炸的危险。相交于冬季续航里程严重缩水,夏季动力电池热失控起火爆炸的危害似乎更甚。所以最近两年采用物理隔热的方式的还较少。没有办法彻底解决高温环境下的热失控的问题,冬季低温环境的保温或者加热的需求似乎需要靠边站。而目前我们在市场上能够买到的电动汽车,更多的在高温热失控方面做足了功课,汽车厂商宁肯冒着冬季被广大的用户诅咒和谩骂,也不愿意冒着高温热失控导致车辆起火爆炸的风险,去解决冬季低温环境的续航严重缩水的问题。

难道真的就没有解决的办法了吗?

其实从今年开始,国内的部分动力电池厂及整车制造商,已经开始在这方面持续的探索、测试并取得了一定的成绩(装车验证)。

首先,在动力电池包结构方面,明后两年原本异形结构的动力电池技术将逐渐的变成平板动力电池技术。原本在后座椅下面凸起或者做成“土”字形的动力电池总成将被逐渐淘汰。而纯平面的超薄方形电池技术和成品将逐渐普及并装车全面应用。

其次,动力电池总成的厚度也将控制在10-15mm左右,而容纳电芯的模组结构也将取消,取而代之的是电芯单体直接成组的结构(也就是宁德时代所宣传单CTP cell to pack结构)。随着动力电池总成结构的改变,热管理系统技术和控制策略也将发生根本的改变。

动力电池总成内部的电芯(单体)被侧向设定,电极一面将布置在电池总成的外侧并放置导热槽结构,确保一旦发生热失控的时候,能量流将通过导热槽的预设渠道释放至动力电池总成外部。同时,在电池单体之间通过气凝胶隔热(保温),避免或减缓电芯热失控后对旁边电芯影响,延长电池总成能量释放的时间,给乘员提供更长的逃生时间。

在高温热管理方面,除通过BMS(电池管理系统)多点监控电池温度的变化之外,平板式的“口琴管”结构将铺满整个动力电池总成上下表面,“口琴管”结构中间流通的冷却液通过主动式循环将多余的“热量”迅速的循环并由水冷板模组接入电动压缩机带来的“冷量”进行交换式主动冷却降温。

在低温热管理方面,除通过PTC模组加热冷却液(不超过35℃)让电池迅速升温之外,在热循环结构之上也同时采用了隔热性能良好的保温材料进行包覆。确保在极端低温环境之下尽量保持动力电池内部电芯的温度处于15摄氏度以上。而保温材料下层的“口尽管”结构也能够在夏季高温工况拥有迅速释放“热量”的能力,避免热失控的发生。

笔者有话说:

新能源情报分析网早在2006年开始追踪新能源技术军用化和民用化发展。由于在2014年之前,中国新能源未能形成完整、成熟且低成本的全产业链,以至于制约新能源车发展的动力电池技术不能很好地“通过市场手段”推广。2014年之后,中国开启新能源核心技术、整车应用及全产业链作为重要政策全速发展的新时期。

今天,通过各大动力电池厂及少数整车制造商的持续努力,在未来的两年之中,电动汽车不论是在续航里程还是在充电效率、亦或是冬季低温环境下性能保持等方面,将有发生非常巨大的变化。而在这些性能短板全部补齐之后,电动汽车与燃油汽车全面竞争的时代也将正式的拉开序幕。

至此,电动汽车目前的售价远比同级别的燃油汽车价格贵很多,凭什么跟燃油汽车直接竞争?关于这一点,笔者想说的是,全面竞争的开始一定是从高品牌附加值(比如说保时捷Taycan、特斯拉、奔驰、宝马、奥迪等等高溢价产品开始)开始与燃油汽车直接竞争,至于低价格的普及型产品要么集中在营运性质车型上,要么需要等到新能源汽车产业规模足够大,整体成本能够与燃油汽车抗衡的时候才会出现大面积替代的发生。

文/新能源情报网

本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。

锂电池的发展状况和前景

空间很大, 电池动力车才刚刚起步!还是很有潜力的。

中国新能源产业发展存在的问题及对策

就拿现在中国新能源产业中最具代表性的新能源汽车行业来说吧,如果可以解决以下6个问题,那么新能源行业就可以彻底起飞了。
1、无法解决的里程焦虑
电池的上限决定了电动汽车的上限,无论把能耗管理系统和风阻做的多么出色,都只能锦上添花,而一味地增大电池也并不一定能带来良性循环,电池越大、重量越大、安全隐患也越大,同时,电动汽车的最佳续航表现是城市而非高速,一辆续航500km的电动汽车上了高速往往只能跑300多km,相比之下,燃油车要稳定且出色的多。
2、缺乏充电站
即使每300km只有1个加油站,对燃油车来说也不是大问题,而电动汽车则不然,以加油站和充电桩数量最多的美国为例,其加油站和充电桩的比例为1000:1,也就是说充电桩的数量需要提升1000倍才能达到现有加油站的数量,但这远远不够,如果电动汽车和充电桩的比例无法做到1:1甚至更多,充电将会是一件很麻烦的事。
3、时间就是金钱
只需要3分钟的加油时间,就可以为燃油车恢复100%的续航里程,而电动汽车根据快充、慢充的不同则需要2-9个小时不等,即使通过快充并只冲到80%,也需要长达45-60分钟,电动汽车不是手机,充电的时候没有任何作用。
4、很少有人提到电池组维护和更换的费用
确实,电动汽车帮你省下了很多油费,但这并不意味着节省的资金可以去做其他的事情,因为无论一辆电动汽车提供什么样的质保,电池的自然损耗都不在质保范围,那么当意外事故或完成1200次左右的循环时(锂电池的理论寿命),就必须要更换电池组,以特斯拉Model 3为例,不含税的价格为1315元/kWh,那么假如电池组为70kWh,总共需要花费9.2万元。
5、电动汽车也需要化石燃料
不可否认,电动汽车自身属于“0排放”,但这只是一种“污染转移”的手段,真正的电力产生仍然需要化石燃料,尽管水电、可再生能源发电、核电已经存在,但是只占了极小的一部分,煤炭、石油、天然气仍然是电力产生的必要资源,以美国等发达国家为例,大约70%的电力来源于化石燃料,这个比例在发展中国家会更高。
6、强悍的加速很有趣,但持续的高速才是实力
由于电机本身的优势,能够几乎0延迟地爆发最大扭矩,所以电动汽车拥有无与伦比的“零百”加速能力,但是这会消耗巨大的电能,而持续的高速行驶也会消耗更多的电能,这就使得高速工况下电动汽车的续航里程大打折扣,所以电动汽车并不适合持续的高速行驶,但这根本不是燃油车需要考虑的事情。
不得不说,第4、5两个理由最令人无奈,燃油车经过100年不间断的发展和技术革新,才有了今天这样的规模,而电动汽车想要在短短的10年、20年内取代,几乎是不可能的,除非电池技术有了突飞猛进的发展,否则这个瓶颈永远存在。

新能源电池发展前景怎么样?

发展前景巨大!随着人类的生存,各种已有资源有可能耗尽,但相比如太阳能电池来说是可以是无限利用的,既干净又环保.每一项新技术都要经过试验和推广的路程,因此新能源电池目前并未普及于生活中!但发展前景很大,毋庸置疑!

现在锂电池这个行业发展前景好吗。。怎么觉得现在市场越来越乱了啊。。

据 前瞻产业研究院 发布的《2015-2020年中国锂电池行业市场需求预测与投资战略规划分析报告》目前锂电池已经广泛应用于笔记本电脑、平板电脑、手机与移动电源等消费电子产品中,但发展势头最为强劲的还当属应用于新能源汽车领域的动力锂电池,锂电池领域投资兴起与新能源汽车的销售放量密切相关。目前绝大多数新能源汽车采用锂离子电池作为动力源,动力电池成本约为纯电动汽车成本的50%,随着新能源汽车不断在国内普及与推广,动力锂电池产业在新能源汽车的放量行情中获益良多。
锂电池产业将迎来黄金发展的十年,但锂电池安全与续航问题有待进一步提高,这依赖于锂电池关键材料技术的发展。在此背景下,国家相继出台动力电池与锂离子电池行业规范条件,有利于加强锂离子电池行业管理,提高行业发展水平,引导产业转型升级和结构调整,锂电池十年黄金发展可期。

锂电池的发展前景怎么样?有什么优良性能?是否清洁环保?

锂电池是一种使用非水电解质溶液的正/负/负极材料的一类电池。我国的锂电池主要用于电动汽车,电动工具,电动自行车,3C数码产品和其他领域。

一,行业发展历史

锂离子电池的开发大致分为四个阶段,电池,电池,可充电电池和锂离子电池。

二,行业相关政策

锂电池是我国核心基础行业的主要材料之一。它可以在消费电子,汽车,医疗设备,通信产品,军事行业,航空航天和多年对锂电池行业关注的重要应用中发挥重要应用。它介绍了许多鼓励政策。

第三,业内市场规模

在电动汽车生产的驾驶下,我国的锂电池行业继续保持快速增长,行业创新加速,新产品,新技术以及各种新电池技术介绍。全球锂电池市场主要集中在中国和日本,其中我国锂电池市场是三个国家的最大和快速增长的速度。根据数据,我国的锂电池出货量从2016年的46克电池增加到2019年120克,中国商业研究所预测,我国锂电池出货量达到157克。

受我国鼓励新能源汽车行业的鼓励政策,电动汽车销售增长,动态锂电池作为新能源汽车的核心组件,市场需求逐渐增加。数据显示,中国的电力电池出货量在2020年为80克,同比增长13%。在流行病的影响下,2019年仍然提高了2020年。预计中国的动态锂电池市场将在未来五年内保持高速增长。到2021年,电池的运输将达到102.6gWh,化合物的平均年增长率约为29.4%。

第四,重点企业分析

锂电池涉及各种正极,负极材料,以及电解质,极端耳,隔膜和电池。锂电池组的核心部分是电池单元。封装电池后,线束和PVC薄膜构成电池模块,然后加入线束连接器,BMS板构成电动电池成品。

五,业内发展前景

1.国家政策支持

我国推出了许多新能源汽车,鼓励政策表达新能源车的发展,并将新能源汽车行业增加到“十三”政府行业的支持发展,贯彻我国的汽车工业实现“角落超车” “ 使命。在国家政策支持的基础上,当地的地方还为锂电池行业提供了不同的优惠政策和补贴。目前,我国建立了一项政策支持系统,具有全面的政策支持系统,如研发,生产,购买和对基础设施,有助于开发新能源汽车行业的进一步发展。

2.能源危机促进行业进步

我国的自然资源禀赋煤炭,瑞乃革油,较少的天然气和原油。降低机动车燃料消耗,维持国家能源安全是汽车工业发展的艰难约束,我国的电力行业发展,“电气”是汽车工业发展的长期趋势。近年来,在丰富的石油资源中,各国的燃料汽车的连续问题已被释放。在中国,双重整体政策,在主要城市的主要环境下,新能源汽车已成为未来全球汽车市场发展的主要趋势。将来,电力锂电池是新能源车的核心部件,市场需求将迅速增长。

3.环境保护要求改善加速行业的发展

随着我国的快速发展和汽车保险的不断增加,环境污染越来越突出,人们对新清洁能源的需求越来越多。传统汽车排放带来的环境问题,加剧了人们对应用新能源的愿望。通过各种技术创新,工业转型,新能源发展,低污染,低排放的新能源汽车产业,是实现经济可持续发展的重要途径。就锂电池的市场需求而言,新的能源汽车电池领域无疑是巨大的增长点。