鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:997次 | 2020年03月18日
如何找到電池在電動(dòng)汽車領(lǐng)域電池續(xù)航的突破口?
在環(huán)保方面和國(guó)家政策的驅(qū)動(dòng)力推動(dòng)了新能源汽車的事業(yè)發(fā)展,越來越多的電動(dòng)汽車走進(jìn)了我們的生活。有關(guān)數(shù)據(jù)顯示:截至2019年六月,全國(guó)新能源汽車保有量大約為344萬(wàn)輛,這也意味著電動(dòng)汽車發(fā)展邁入了快速發(fā)展的階段。各大汽車廠商也隨著這個(gè)趨勢(shì)推出各種電動(dòng)汽車的浪潮,想要通過新產(chǎn)品來刺激市場(chǎng),占領(lǐng)市場(chǎng)份額。電池作為電動(dòng)汽車更為重要的部分之一,同時(shí)也是消費(fèi)者選擇電動(dòng)汽車時(shí)第一個(gè)考慮的重要指標(biāo),因?yàn)樗墙鉀Q電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航問題的重要突破口。
有關(guān)電動(dòng)汽車電池我們除了在廠家宣傳海報(bào)、廣告或是4s店了解到的電池總?cè)萘亢褪裁吹人倮m(xù)航、NEDC外,相信很多朋友對(duì)電動(dòng)汽車的電池的了解就微乎甚少了。
說到汽車電池我們就先回到燃油汽車身上開始聊起,傳統(tǒng)燃油汽車和現(xiàn)在我們新能源的電動(dòng)汽車上的電池是完全兩碼事。傳統(tǒng)燃油汽車配備的是鉛酸蓄電池和免維護(hù)型蓄電池(鉛酸蓄電池的一種),俗稱汽車電瓶。這種電池優(yōu)勢(shì)是充放電時(shí)間短,短時(shí)間可以供應(yīng)超大電流用來啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī);但是它使用壽命短(一般2~3年要更換)體積大,所以它是不能滿足現(xiàn)在電動(dòng)汽車維持長(zhǎng)續(xù)航、高穩(wěn)定的要求。當(dāng)代電動(dòng)汽車電池普遍采用的是三元鋰離子電池了。
說到三元鋰離子電池,我們就先來科普點(diǎn)電池基礎(chǔ)知識(shí)。三元鋰離子電池是指正極材料使用鎳鈷錳酸鋰(Li(NiCoMn)O2)或者鎳鈷鋁酸鋰的三元正極材料的鋰離子電池,三元復(fù)合正極材料是以鎳鹽、鈷鹽、錳鹽為原料,里面鎳鈷錳的比例可以根據(jù)實(shí)際要調(diào)整。其能量密度比其他電池更大(能超過200Wh/kg)、電壓也更高,所以同樣重量的電池組電池容量更大,車子跑的距離也就更遠(yuǎn),速度也能更快??紤]到轎車具有空間有限、電池用量小等特點(diǎn),選用高比能量與高比功率三元鋰離子電池更為合適。
以電動(dòng)汽車領(lǐng)特種牌特斯拉為例,特斯拉采用的是由松下生產(chǎn)的18650三元鋰離子電池,在Model3正式投產(chǎn)后,新型21700電池將取代18650,成為新的電芯。以18650型為例,18即指電池的直徑為18mm,65指長(zhǎng)度為65mm,0是指電池形狀為圓柱。特斯拉最新采用的21700電池系統(tǒng)的能量密度在300Wh/kg左右,相比其原來18650電池系統(tǒng)的250Wh/kg約提高20%。
在這里就要提及下在電池領(lǐng)域我國(guó)還是處于領(lǐng)先位置,例如寧德時(shí)代和比亞迪都是行業(yè)佼佼者?,F(xiàn)在無(wú)論是國(guó)內(nèi)造車新勢(shì)力廣汽、蔚來還是國(guó)際品牌奔馳、大眾等都爭(zhēng)先采用寧德時(shí)代的最新NCM811電池。NCM811電池也是我們熟悉的三元鋰離子電池的一種,我們了解三元鋰離子電池的正極材料是以鎳鹽、鈷鹽、錳鹽為原料,里面鎳鈷錳的比例可以根據(jù)實(shí)際要調(diào)整,所以“811”表示的是鎳鈷錳的占比,也就是8成鎳,1成鈷,1成錳。而''NCM”是這三種元素的簡(jiǎn)稱。還有NCM523、NCM622等電池,目前很多廠家使用的還是NCM532電池,但是最新一代的寧德時(shí)代NCM811電池能量密度可達(dá)到304Wh/kg,這就意味著同體積下采用NCM811電池的電動(dòng)汽車電池容量更大,續(xù)航更遠(yuǎn),更具優(yōu)勢(shì)。
目前電動(dòng)汽車最大的痛點(diǎn)還是續(xù)航,說白了就是在電池材料和技術(shù)方面還有待突破。雖然目前的三元鋰離子電池可以做到高穩(wěn)定和高比能量,但是從理論上來講,三元鋰離子電池一般能有2000次充放電循環(huán),加上日常使用時(shí)假如長(zhǎng)時(shí)間大電流放電,或者經(jīng)常虧電,三元鋰離子電池就會(huì)衰減得更快。目前認(rèn)為電池壽命終止的標(biāo)稱容為70%;由于鋰離子電池衰減不可以逆,唯一能做的就只有換電池。
國(guó)家已經(jīng)出臺(tái)相關(guān)政策:要求乘用車生產(chǎn)廠家對(duì)它的電池、電機(jī)這些核心部件,供應(yīng)8年或者12萬(wàn)公里以上的質(zhì)保。但是,過了質(zhì)保期之后怎么辦呢?或者是交通事故或者人為原因損壞后怎么辦?只能自費(fèi)更換!但是你還要額外考慮下值不值得換,有可能更換全新電池組的費(fèi)用可能比你整車的殘值還要高,畢竟電池的成本是電動(dòng)汽車整車最貴的部分。
我們買全新電動(dòng)汽車之所以便宜是因?yàn)樾履茉窜囅硎芰藝?guó)家優(yōu)惠政策補(bǔ)貼的,我們成交價(jià)格是優(yōu)惠后的價(jià)格。但是假如我們單獨(dú)更換電池包是沒有補(bǔ)貼的,加上電池包造價(jià)本來就高,所以單方面掏腰包更換電池價(jià)格很貴。以比亞迪為例,60kWh的電池組在4s店報(bào)價(jià)在10萬(wàn)左右,蔚來的70kWh電池組報(bào)價(jià)也在10萬(wàn)左右,特斯拉目前沒有確切報(bào)價(jià),但是已經(jīng)有外媒算出它的成本價(jià)為141美元/kWh,以國(guó)產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)版model3的60kWh為例,算上運(yùn)輸成本、工時(shí)和盈利等也要大概8萬(wàn)人民幣。按保守5到10年使用時(shí)間來算,您的愛車5年以后的市場(chǎng)二手價(jià)格值不值得花這么多錢換個(gè)全新電池包?這個(gè)問題還是值得商榷的。
為何大力發(fā)展新能源車?還不是為了環(huán)保。但是眾所周知電池污染也是至今尤為突出的環(huán)保問題,那么問題來了!電動(dòng)汽車更換下來的電池怎么處理?就目前市面上電動(dòng)汽車保有量來看,更換下來的舊電池?cái)?shù)量十分龐大。其實(shí)在我國(guó),在處理舊電池這個(gè)問題上我國(guó)相對(duì)應(yīng)的產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)相比較較成熟的了。早在2018年八月國(guó)家就已經(jīng)執(zhí)行《新能源汽車動(dòng)力蓄電池回收利用管理暫行辦法》,鼓勵(lì)車企、電池廠家、廢物汽車拆解公司等綜合利用公司通過多種形式合作共建、公用廢舊動(dòng)力系電池回收渠道。其中鐵塔公司是這領(lǐng)域的佼佼者,當(dāng)之無(wú)畏的國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)隊(duì)。鐵塔能源已經(jīng)與43家國(guó)內(nèi)車企、2家整車進(jìn)口公司合作,在全國(guó)31個(gè)省市,建成汽車動(dòng)力蓄電池回收服務(wù)點(diǎn)2075個(gè),將梯次利用作為產(chǎn)業(yè)鏈的一個(gè)獨(dú)立環(huán)節(jié),同時(shí)基本打通了動(dòng)力鋰電池回收利用的環(huán)節(jié)。
更換下來的動(dòng)力鋰電池處理流程為:報(bào)廢回收→檢測(cè)分揀→分類處理。最終分類處理分為兩種,一種就是無(wú)法再利用的電池只能實(shí)行拆解,提煉重金屬。一般來說,電池中會(huì)含有汞、鉛、銅、鎘、鎳等金屬以及硫酸化合物等合成化學(xué)物質(zhì),這些成分都是具有毒性的物質(zhì),一旦隨便排放會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境,所以要嚴(yán)格拆解分離提煉有害物質(zhì)和重金屬。相比拆解的成本過高,關(guān)于還能繼續(xù)使用的電池最終處理就是另外一種方法:回收再利用。面對(duì)淘汰下來衰減過度的電池,不過它還能繼續(xù)使用,回收公司一般會(huì)包裝打包買給各行各業(yè),讓它們?cè)倮^續(xù)服務(wù)人類。例如可以用在物流公司的純電大貨車身上,因?yàn)樗痪窒抻陔姵氐娜莘e,可以堆積更多的電池組。目前很多電網(wǎng)也會(huì)回收舊電池在用電低峰期儲(chǔ)備電能高峰期釋放電能,這種合理分配電力資源的還有水壩發(fā)電站、路邊太陽(yáng)能路燈等。