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谁是新能源汽车电池未来发展的趋势?

2019-10-12 10:32| 发布者: DearAuto| 查看: 227| 评论: 0|原作者: DearAuto

摘要: 只要你肯努力,什么时候都不算晚! 在2019年诺贝尔化学奖,授予给了约翰•古迪纳夫(John Goodenough)、斯坦利•惠廷汉姆(Stanley Whittingham)和吉野彰(Akira Yoshino),以表彰他们在锂电池领域的突出贡献。其 ...
只要你肯努力,什么时候都不算晚!

在2019年诺贝尔化学奖,授予给了约翰•古迪纳夫(John Goodenough)、斯坦利•惠廷汉姆(Stanley Whittingham)和吉野彰(Akira Yoshino),以表彰他们在锂电池领域的突出贡献。
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其中最引人注目的当然是约翰•古迪纳夫(John Goodenough),以 97 岁的高龄成为了诺贝尔奖历史上年龄最高的得主,但更重要的是他发明了锂离子电池,被业界称为“锂电池之父”。
的确,锂电池的出现,彻底改变了人们的生活,被广泛应用于手机、电脑,甚至成功掀起了汽车电动化的浪潮。截至今日,全球锂离子电池的市场规模已达数百亿人民币。微信图片_20191012101620.jpg众所周知,目前新能源是中国汽车行业发展的重点。

中国新能源电动汽车产业始于21世纪初,在2008年,新能源汽车在国内呈全面出击之势,成为我国“新能源汽车元年”。而在2018年车市寒冬年,根据中汽协数据统计,新能源汽车产销分别完成127万辆和125.6万辆,比上一年同期分别增长59.9%和61.7%;在2019年1-8月,新能源汽车产销分别完成79.9万辆和79.3万辆,比去年同期分别增长31.6%和32.0%。微信图片_20191012101633.jpg众所周知,目前新能源是中国汽车行业发展的重点。

中国新能源电动汽车产业始于21世纪初,在2008年,新能源汽车在国内呈全面出击之势,成为我国“新能源汽车元年”。而在2018年车市寒冬年,根据中汽协数据统计,新能源汽车产销分别完成127万辆和125.6万辆,比上一年同期分别增长59.9%和61.7%;在2019年1-8月,新能源汽车产销分别完成79.9万辆和79.3万辆,比去年同期分别增长31.6%和32.0%。微信图片_20191012101636.jpg锂离子电池产业从90年代初诞生以来,至今已有大约30年时间,这个行业从日本垄断,到日韩争霸,到现在中日韩三足鼎立,现在逐渐开始向中国垄断的方向发展。根据《日本经济新闻》称,中国已经是世界上最大的电动车市场,目前在全球十大锂电池厂商中,中国企业占据7席,其中宁德时代、比亚迪分别排名第二、第三。锂电池的发展,推动了新能源产业的不断前进,越来越来的汽车厂家纷纷投入到电动化的研发中,譬如宝马集团目标到2021年在全球累计交付100万辆电动车;
沃尔沃预计到2025年,全球销量中纯电动汽车和混合动力汽车销量将各占50%;
大众计划到2028年旗下各品牌基于其电动平台共销售2200万辆电动车;
……据不完全统计,2018年以来,新能源汽车自燃或爆炸问题已发生近50起,这让消费者对电池的安全稳定性更为担忧。目前,市面上用得最多的是三元锂电池和磷酸铁锂电池,其中,由于三元锂电池体积更小、能力密度更高,能满足车型追求更高的续航,从而被广泛应用于新能源汽车上,例如我们熟知的特斯拉,旗下所有车型都是采用三元锂电池。微信图片_20191012101640.jpg中国化学与物理电源行业协会秘书长刘彦龙分析指出,“从市场需求看,乘用车将是新能源汽车产业增长的主要方向。三元电池的高能量密度特性更能满足新能源乘用车需求,因此,三元电池成为动力电池技术发展的重点。”
但也有人质疑,三元锂电池安全性能不够稳定,容易出现自燃。这也不奇怪,因为三元锂材料和磷酸铁锂材料存在着特性的差异,当温度达到200度左右时,三元锂材料会在发生分解,而磷酸铁锂材料是在800度左右。相比三元锂电池,磷酸铁锂电池由于安全性能稳定、高温性能好、重量轻等优势,广泛应用于纯电动客车。微信图片_20191012101643.jpg可是,动力电池的安全,是一个系统问题,不只是材料的原因,从发生过自燃事故的纯电动车来看,有三元锂电池,也有磷酸铁锂电池。其实要解决电动汽车安全性问题,并不单单是电池的问题,北京大学教授、锂电“达沃斯”学术委员会主席其鲁就提及:“电动汽车的设计始终是问题的核心。”
由于车辆上装载电池的空间有限,正常运行所需的电池数目也较大,电池会以不同倍率放电,并以不同生热速率产生大量热量,再加上时间累积以及空间影响将会聚集大量热量,从而导致电池组运行环境温度情况复杂多变。如果电动汽车电池组不能及时散热,将导致电池组系统的温度过高或分布不均匀,其结果将降低电池充放电循环效率,影响电池的功率和能量发挥,严重时还将导致热失控,影响系统安全性与可靠性,容易发生自燃。
所以对于整个电池系统的管理和控制策略也显得相当重要,成熟、先进的电池动力系统能够尽可能地避免上述的问题,为电动车提供一个更为安全的使用环境。近几年,新能源产品如雨后春笋,层出不穷,更伴随着造车新势力的加入,使得新能源产品的竞争越发激烈,尤其是纯电动车型。尽管如今三元锂电池和磷酸铁锂电池是中国新能源汽车企业的主要选择,但由于成本控制、安全、原材料渠道以及补贴政策的退坡等方面的原因,已无法满足当下新能源产业的发展需求,那未来的电池技术该往哪个方向发展呢?
有人说是固态电池。相比于之前使用的液态电解质的锂离子电池,这款电池不易燃烧,能量密度至少是当下锂离子电池的三倍,循环寿命还长,同时,充电速率也从几小时大幅缩短到只有几分钟。大众在此前表示过将在2024年到2025年间批量生产固态电池,丰田也计划将在2030年实现固态电池的量产,但固态电池技术要求高,估计短时间内无法快速发展,所以大众、丰田能否如愿实现,还是未知数。微信图片_20191012101649.jpg也有人说是氢燃料电池。氢能作为一种清洁、高效、安全、可持续的新能源,被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源,是人类的战略能源发展方向。氢能燃料电池汽车具有无污染、能耗低、续航能力长、适用地域广等诸多特点。但氢燃料电池在生产和储存技术上的成本相比动力电池要高,以及加氢站的建设问题,所以想要得到普及,还有待时日。微信图片_20191012101646.jpg但无论未来电池发展是往哪个路径,就目前来讲,锂电池是比较靠谱的选择,你觉得呢?

文 | 鹿小燕


(本文仅为作者个人观点,不代表DearAuto立场。)


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