下一次动力电池洗牌或在不远处
时间:2022-09-14 访问量:277 来源:本站
近日,天齐锂业、赣锋锂业接连发力固态电池的举动,引发行业密切关注。这两家电池材料供应商向下延伸业务,打破了产业链上下游企业多年来天然形成的界限——上游企业专注材料供应,电池企业积极研发电池配方。
正极、负极、电解液是锂电池的关键材料,经过多年技术开发,其潜力被深度挖掘,都接近材料性能的极限值。
中南大学冶金学院教授张永柱告诉《中国汽车报》记者,锂电池电解液的发展趋势是液态到凝胶,然后是半固态和准固态,最后到全固态。据介绍,现有的锂电池电解液约占电池质量的25%,凝胶时将降到约10%,半固态再降到约5%,准固态时电解液的量会非常少,大约只占电池总质量的1%,全固态电池没有液态电解质,固态电解质将发挥重要作用。
磷酸铁锂电池和三元锂电池正极材料的极限值,显示出较大的不同。几年前,不少行业专家表示,磷酸铁锂电池的能量密度“天花板”约为180Wh/kg。后来,这个数值被突破了,但这并不是研究人员的结论出现差错。据悉,能量密度不仅和正极材料相关,也与负极材料有密切联系。早些年,锂电池的负极普遍采用石墨,现在加入了硅,借助硅碳负极,磷酸铁锂电池的能量密度才有了进一步的提升。三元锂电池的能量密度高于磷酸铁锂电池,但材料的潜能也被挖掘得接近极限值了。
张永柱介绍说,液态锂电池的能量密度约为250~300Wh/kg,凝胶态可以做到350Wh/kg,准固态能达到400Wh/kg,全固态相比液态锂电池的能量密度有了大幅度提升,可以达到500Wh/kg。
动力电池之所以一直被称为锂电池,是因为无论磷酸铁锂电池,还是三元锂电池都含有锂金属。不过,对于现有的锂电池及半固态、固态电池而言,锂金属在其中发挥的作用并不一样。张永柱表示,在现有的动力电池中,锂主要被应用于正极材料和电解液中;在凝胶和半固态电池中,锂在负极材料的预锂化等技术中得到更多的应用;在准固态和全固态电池中,金属锂负极将得到应用,进一步增加其应用场景。
资料显示,全球电动汽车销量领先的特斯拉、比亚迪、五菱宏光MINIEV都有各自显著的产品特点。特斯拉不断强调自动驾驶的高科技性,也侧重宣传续驶里程的不断提升。比亚迪在自动驾驶市场化方面稍逊一筹,但在市场营销中也不断强调车辆续驶里程的提升,从最初的300公里,逐渐增加到如今的600公里,几乎翻了一倍。五菱宏光MINIEV则突出强调性价比,一般的电动汽车企业很难在这方面实现超越。
特斯拉和比亚迪的技术策略起到了明显的市场效果。数据显示,多年来,两家企业的电动汽车销量稳居排行榜前列。特斯拉和比亚迪的成功,引得其他企业竞相效仿。小鹏汽车G3推出了400公里标准续航版和520公里长续航版;蔚来EC6的续驶里程达430~615公里;即便是理想ONE也突出宣传续驶里程超过1000公里。
为赢得市场竞争优势,车企都追求长续驶里程吸引消费者。然而,电池技术并没有取得重大突破。在这种情况下,它们普遍采用两种方法增加车辆续驶里程,一是优化电池包物理结构;二是多“堆”电池。CTB、CTP技术,滑板底盘等应运而生,这些新的物理结构也为“堆”电池创造了条件。
一位业内人士告诉记者,小鹏、蔚来、吉利等汽车企业用“堆”电池的方法追求车辆的长续驶,但与比亚迪相比存在明显弱势。原因在于,比亚迪有自己的电池工厂,而大多数车企依赖外部供应商,“堆”电池意味着整车成本将大幅增加。近年来,动力电池原材料价格大幅上涨,汽车企业“堆”电池的成本也随之增加,用这种办法追求长续驶从而吸引消费者,将越来越难以为继。在不利的市场竞争形势下,部分汽车企业选择突破困境,尝试凝胶、半固态电池。