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千里续航不能靠“堆砌电池”

作者:张维佳 来源:中国电子报 发布时间:2022-07-15 浏览:

中国储能网讯:前不久,宁德时代发布了第三代CTP麒麟电池,该电池的一大亮点是实现整车1000公里续航。

续航里程一直是新能源汽车行业关注的焦点。除了宁德时代,国轩高科、蔚来汽车、广汽埃安等企业也公布了可实现1000公里续航的动力电池解决方案。我国锂离子动力电池技术迎来了新的发展阶段。

中国动力电池产能约占全球70%

电池是新能源汽车的核心部件,成本约占整车的40%,直接影响着电动汽车的续航和安全性。目前,我国电动汽车主要采用锂离子动力电池。

锂离子动力电池,又称“动力锂电”,主要依靠锂离子在正负极之间来回移动进行工作。根据正极材料的不同,锂离子电池又分为磷酸铁锂、锰酸锂、钴酸锂、三元锂等。当前,锂离子电池应用以磷酸铁锂电池和三元锂电池为主。

磷酸铁锂电池和三元锂电池各具优势,适合不同的细分市场。赛迪顾问新材料产业研究中心常务副总经理赵振越介绍说,磷酸铁锂电池不含贵金属材料,成本低、循环寿命长、安全性高,常被用于低端车型和商用车(客车、货车)。而三元锂电池能量密度较高、充放电速度快,但成本较高,因此更适合中高档和豪华车型。目前,市面上纯电动汽车的续航主要集中在300公里到700公里,三元锂电池在续航能力上表现更佳。

锂电池产业起源于欧美,在日本和韩国发展壮大,中国虽起步较晚,但发展迅猛,现已走在世界前列。根据中国电子信息产业发展研究院发布的《2021中国锂电产业发展指数白皮书》,2021年全球锂离子电池市场规模达到545吉瓦时,中国占比过半,连续5年成为全球最大的锂电池消费市场。到2021年年底,中国动力电池产能约占全球的70%,世界排名前十的锂电池生产厂家中有6家中国企业的身影。

亿欧智库数据显示,2021年全球动力电池装机量排行榜前十名分别为宁德时代、LG新能源、松下、比亚迪、SKOn、三星SDI、中创新航(中航锂电)、国轩高科、远景动力、蜂巢能源。其中,宁德时代2021年电池装机量达到96.7吉瓦时,位列全球电池企业第一。

千里续航要靠材料和结构创新

电动汽车能跑1000公里是什么概念?

宁德时代相关负责人告诉《中国电子报》记者,燃油车一箱油能行驶400~600公里,新能源汽车实现1000公里续航,意味着电动汽车续航能力已超越目前燃油车的平均续航水平。

但是,电动车真的需要千里续航吗?这是一个充满争议的问题。特斯拉CEO马斯克曾在社交平台上表示,电动车续航里程太高没有意义。大众中国CEO冯思翰也认为,在电池技术没有实质性突破的情况下,高续航的电动车需要搭载更重的电池,为此要搭配成本极高的、更轻的车身,整车的成本也会提高,可能会形成恶性循环。

有观点指出,靠“堆砌电池”实现里程攀登,不仅挤压车内空间,还会增加车身重量,提高耗电量。这与新能源汽车“节能减排”的初衷相违背。而且,千里续航也不能解决“里程焦虑”问题。只要电量消耗到仅剩一格时,大家依然会焦虑,充电设施的便捷高效才是关键。另外,续航里程的提高,也伴随着电池成本的提高,前置的购车成本也会提高,这影响着市场的消费意愿。因此,高续航电池只会小规模地应用在高端车型,用来彰显企业研究实力,象征意义远大于实际意义。

对此,宁德时代相关负责人告诉记者,第三代CTP麒麟电池并非依靠“堆电池”,而是通过材料创新和结构创新,提升系统集成效率和能量密度,从而实现1000公里续航。

赵振越也表示:“1000公里续航对锂电池技术的要求极高。目前在技术上实现1000公里续航,一般会采用高压电气构架、高比能量高镍三元锂离子电池,部分厂家还可能尝试固液混合的高镍三元锂离子电池,这或将带动固态电池的产业化进程加速,但相应的,对快充技术及安全技术的要求也会更高。”

在他看来,实现千里续航不仅是一个锂电池技术上的转折点,也是电动汽车快速增长的基础。千里续航可以满足长途出行的需求并且降低电动车对充电桩的依赖程度,解决充电难的问题。此外,这也确立了我国锂电池生产技术的国际领先地位,对吸引更多世界知名车企的合作起到积极作用。

同时,这也意味着锂电池进入新一轮深度竞争,锂电池相关技术工艺将加速迭代进化,带动电池组结构发生较大变化,加快水冷板、端板、托盘等结构件的升级改造。

动力电池技术向多元化发展

在低碳发展目标指引下,汽车产业加速向新能源汽车产业转型。“锂离子电池仍将在长时间内占据动力电池市场的主导地位。”中国科学院院士欧阳明高认为。

欧阳明高表示,我国动力电池产业创新势头迅猛,呈百花齐放之势。目前,围绕最大化提升电池包体积利用效率,各动力电池企业纷纷推出创新设计,软包、硬壳、圆柱、CTP、CTC、长刀、短刀……各具优势,并取得一定成果。

无钴电池、固态电池、无贵金属电池也是未来发展的方向。“全固态电池温度范围宽、充电快速、安全性高,将是未来汽车厂商的理想电池。”欧阳明高说。

动力电池未来也会出现更多材料体系方面的创新。宁德时代相关负责人指出,如今市场愈发细分,对电池提出了差异化的需求,未来会有更多技术路线满足多元化的场景需求。

钠离子低温充电、快充性能表现十分突出,锰酸锂、锰酸铁锂等锰基固态电池经济性、低温性能表现优异,两者凭借各自优势,均已进入行业新一代动力电池技术研发布局之列。

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关键字:动力电池

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