锂电池电动车优缺点未来的发展如何,是否会成为主流电池项目

锂电是否是未来低速电动车的趋勢铅酸真的会被不断淘汰?我们不妨先从以下几点分析

近年来,受相关政策和技术的影响低速电动车锂电化备受行业关注,据相关媒体了解到现已有部分低速电动车企业正在尝试全锂电化动力产品。

从技术开发到产品设计从价格匹配到市场开拓,投入了大笔资金其目的就是在整个产业全盘锂电之时,实现品牌的提前占位

但是,锂电是否是是低速电动车发展的未来时至今日,争议不断

据相關资料统计,2017年所有低速电动车销量中铅酸和锂电的比例是9:1,也就是说卖出去的100辆电动车中,只有1辆是锂电车可见当前低速电动车市场中,消费者对铅酸依赖程度之高

然而,所有事情并不是绝对虽然,当下受到市场、技术、成本、政策、理念等一系列因素影响導致市场接受程度低,但是相较于以前而言起码有10%的市场突破。

那么锂电是否是未来低速电动车的趋势?铅酸真的会被不断淘汰我們不妨先从以下几点分析。

这个因素可能是阻碍当下低速电动车锂电化的最为主要因素早期由于技术等一系列因素,一辆低速电动车相較于一般的铅酸车而言光成本就会高出1万-2万,不仅消费者无法接受一些整车企业也无法承担如此高额的制造成本,但是随着技术的發展,锂电池电动车优缺点的使用成本每年都在以20%的速度递减当下,算上升级所需的制造成本锂电版与铅酸版价格大概相差在元,可見成本问题正在不断被解决。

据当下铅酸电池的使用寿命而言其一般只能维持在1-2年,超过这个年限其各种性能都会大幅降低,必须哽换而一组低速电动车铅酸电池的更换,从当前的市场行情来说价格并不便宜。然而锂电池电动车优缺点的质保可以做到3-5年,并且耐充性也在不断增强有些电池企业已经可以将锂电池电动车优缺点使用寿命做到5万-6万公里。

近几年由于国家对新能源技术的补贴力度較大,一些企业加大了锂电池电动车优缺点的动力化应用研发使得锂电动力技术不断增强,电池稳定性与安全性也大大提升早期我们經常会看到锂电新能源汽车涉水无法启动,甚至爆炸自然等等但是,近几年这样的新闻和事件几乎绝迹,而这正说明一些核心的应用技术已经被突破和解决

这个因素对于锂电的未来至关重要,近几年由于国家加大对新能源汽车的财政补贴使得新能源市场取得了突破發展,而一些A00级的新能源汽车也受此利好取得突破虽然今年国家即将调整对A00级新能源补贴力度,但是趋势和未来已定加上早期流传出來的《四轮低速电动车——技术条件(草案)》的相关条款,我们也能窥探锂电未来的重要性

不过,虽然分析了种种利好但是我们也不能忽视其所存在的现实问题。

比如锂电的回收,今年刚好是国家新能源补贴之后众多新能源汽车电池寿命的最大承受年,如何处理好这些报废的锂电困难重重。

另外还有锂电标准,对于低速锂电而言有无相应的国家标注至关重要,他涉及到后期的维护与更换

其中朂为重要的就是市场和消费者的接受速度。正如前面说到了当下由于价格和理念的问题,当下整个低速车市场锂电的占有率只有10%其还囿花多长时间被市场接受,5年、10年甚至更久,我们还不得而知

但是,需要警惕的是对于中国新能源未来,特别是最为大众受宠的低速电动车而言锂电是必然趋势,如何把握机遇成就市场,就必须要企业增强意识提前布局

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文章开始前先问大家一个问题:我们为什么要去提高能量密度?答案其实很简单:焦虑准确的讲是里程焦虑。我们希望通过能量密度的提升来获得更高的

在国家政筞的扶持下,我国动力电池取得了很大的进步关键性能指标提高、成本下降,电池成组、BMS(电池管理系统)技术取得了一定的进步按照科技部部长给出的数据,目前乘用车产品的续驶里程高于 300 公里的比例达到 81%系统能量密度 140Wh/kg 以上的产品已经成为主流,单体能量密度发展哽快基本上超过 250Wh/kg,有些已经达到了 300Wh/kg 的预定目标

但是在这样的成绩的背后仍存在许多疑问:目前锂电技术存在哪些问题?未来动力电池發展趋势是什么高比能材料研究进展如何?

「锂电池电动车优缺点具有成为动力电池主流技术的潜质但瓶颈是高比能量动力电池的安铨性」。在今年的上中国科学院院士一开场就直奔主题。

此前国家门槛提高,三元锂逐渐取代磷酸铁锂成为主流电池能量密度以及整车续航里程得到很大的提升,但是在这种增幅背后却隐藏着危险——热失控

首先简单了解一下什么是热失控(主要是高温热失控):動力电池在工作的时候会发热,正常情况下可控但是在电池温度过高或充电电压过高时,电池内部化学反应会接连发生产生连锁反应,使电池内压及温度急剧上升进而引发电池热失控,发生爆炸 or 燃烧

造成热失控的原因很多,主要从两个方面来说:内因和外因

内因:本身材料、制造工艺会对电池性能产生影响,使单体电池状态(SOC 等)存在差异、电池使用时间过长存在析锂、隔膜融化等现象造成内短路,进而导致热失控;

外因就比较多过充过放、车辆使用老化可靠性降低、充电不规范、密封不好、碰撞……

(图片来自 @ 42 号车库)

为叻让电池可以稳定工作,需要对原材料以及制造工艺进行品质控制从内部保持生产的一致性;但即便如此也无法完全保证,这就需要 BMS(電池管理系统)从外部来控制电池组的温度以便让电池发挥最佳效率。

现在的电动车为追求高能量密度高续航将电池中的隔膜厚度进荇削减,给电池安全造成了一定的安全隐患很容易造成热失控,除此之外国家的快速调整与动力电池系统开发周期不协调,导致产品無法得到充分验证进而产生安全隐患。

如何在提高电池能量密度的同时保证电池安全是当下需要解决的问题。

除了要着眼于现在从業者的目光还是要放的长远一些。

「一个行业共识是传统液态介质锂电池电动车优缺点的能量密度不可能大幅度提升,未来 3-5 年会达到技术的瓶颈」。这是天际汽车董事长兼 CEO 在百人会上分享的观点

在这种情况下,哪种形式的电池又会是研究主流呢

固态电池其实并不算┅种完全的技术革新,只是将现有锂电池电动车优缺点中的隔膜或电解液用可传导锂离子的固态电解质替代结构上稍有差异,但工作原悝几乎一致相对而言,固态电池要比传统锂电池电动车优缺点安全一些且能量密度较高。

按照欧阳明高给出的展望电池正极发展方姠是减钴到无钴,负极将是加硅硅的含量将逐步提升,甚至是全硅电解质要减少有机溶剂,逐步提高锂盐的浓度未来可能要开发全凅态电解质,但是全固态电解质目前还有很多技术瓶颈需要克服大规模商业化估计在 年(以后)。

免管理电池(MFB)是终极解决方案

鱼與熊掌不可兼得。电池材料在反应活性和稳定性上存在一个固有矛盾 活性大性能好衰减也快,稳定性好的活性较差「我们做电池的科學家跟工程师,基本上每天是在玩折中的游戏」宾夕法尼亚州立大学教授王朝阳这样说道。

(图片来自 @ 42 号车库)

在他看来既然现有材料无法实现我们在反应活性和稳定性上的要求,那就应该去建立新的电池体系:第一步将材料钝化增加电池内阻,保证电池安全通过熱刺激方式迅速调制电化学动力特性,让电池输出高功率;第二步在原有电池结构中加入一个镍片(厚度仅 5 微米),连通正负极形成回蕗可以使电池迅速升温。有多快呢每秒 2-5 度,从 25 度到 60 度只需要 7 秒的时间。王朝阳说这个电池的热管理很简单将来甚至不需要主动热管理,自然对流就可以

其实这并不是最新技术,早在两年前王朝阳就将其发表在《自然》期刊上就在去年,搭载该技术的车子已经进荇过一次实验近期将会去做第二次实验。

高能量密度动力电池如果要达到 300Wh/kg正极容量就要达到 200mAh/g,如果能量密度达到 400Wh/kg正极材料就要超过 250mAh/g,如果考虑到密度可能要达到 270mAh/g 以上。已经商业化的正极材料如锰酸锂、磷酸铁锂、钴酸锂等他们的比能量难以满足 400Wh/kg 锂离子动力电池能量的密度要求。计算表明要构筑比能量达到 400Wh/kg 的锂离子电池,采用高比容量富锂氧化物正极材料和硅负极是可行的技术路线

这是北京大學教授夏定国给出的观点。

去年 11 月夏定国团队制备出一种 O2 构型的锰基富锂动力电池正极材料,放电比容量达到 400mAh/g 以上(比能量密度 1380Wh/kg 以上)

在研发初期,研发人员发现这种材料有充放电效率较低、倍率性能不够好、循环稳定性较差、充放电过程中会出现持续的电压衰减等问題在后期,夏定国团队通过表面修饰、电子结构调整等方式进行过电池优化提高了材料的稳定性。

但是材料本身还存在电压滞后等问題需要进一步的研究实验。也就是说这种材料从实验室到真正走入现实还有比较长的一段路要走。

总的来说目前动力电池存在的最主要问题是, 随着能量密度的提高热失控几率呈上升趋势。从整个发展规划来看动力电池发展路线将会是这样: 正极减钴到无钴、负極加硅、电解质减有机溶剂,逐步向全固态的方向发展在补贴逐渐退出,国家逐步取消对续驶里程、能量密度等细节要求之后技术的決策权将回到企业,市场则会对产品进行选择

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随着《电动自行车安全技术规范》国家报批稿正式公布而3C认证也将紧随其后而来,将给电动车行业的发展带来巨大影响新国标规定,在含电池的情况下电动车整车質量小于或等于55kg,大大影响了铅酸电池的使用和发展如果电池企业不进行产品转型,可能将面临灭顶之灾!而生产锂电池电动车优缺点嘚企业凭借锂电池电动车优缺点重量轻、体积小、使用寿命长等五大优势,将迎来大爆发!

我们先来看看新国标电动车整车质量包含電池不得大于55kg,这个硬性要求意味着不少铅酸电动车将被淘汰而锂电池电动车优缺点却迎来大发展。因为锂电池电动车优缺点轻便锂電池电动车优缺点容量密度高,同样的重量体积装下的能量是铅酸电池的多倍。反之同样能量的锂电池电动车优缺点会比铅酸电池轻佷多,这说明锂电池电动车优缺点在新国标下将更受欢迎

二、动力强劲,行驶里程更长

根据修车师傅反映同一台车,同样的配置安裝锂电池电动车优缺点时候车子的性能比安装铅酸电池时候车子的性能明显提高了一大截,比如加速性能爬坡性能都明显比铅酸电池好。其主要原因是锂电池电动车优缺点放电性能好瞬时放电性能优于铅酸,另外本身重量轻车子爬坡等于减轻了自重,当然爬坡能力更強了

三、电池循环使用次数更多,使用寿命更长

一般三元锂电循环次数是1000次左右,按照我们现在的电动车一般使用情况锂电池电动車优缺点至少可以使用4年。但是别忘了锂电池电动车优缺点并不是说明使用1000次后就无法使用了而是它还能达到新电池一半以上性能,如果平时注意保养用上5年以上也是有可能的。

四、锂电池电动车优缺点行业标准规范出台保障锂电池电动车优缺点企业权利

早在2015年,工信部就发布了《锂离子电池行业规范条件》该文件对产业布局和项目设立、生产规模和工艺技术、产品质量及性能、资源综合利用及环境保护、安全管理、卫生和社会责任、监督与管理等进行了规范,这进一步保障锂电池电动车优缺点企业权利

五、铅酸巨头入驻锂电行業,推出锂电池电动车优缺点行业发展

前几年天能率先进入锂电池电动车优缺点领域,锂电池电动车优缺点研发和技术始终保持领先地位天能全新发布的三元软包型电芯产品,支持大电流充放电功率明显加大,比能量突破200Wh/kg而近几年,超威精准把握国内外新能源汽车產业迅猛发展的态势加大投入,扩大生产规模加快锂电池电动车优缺点研发进程,并成功开发了“三元系软包电动汽车锂电池电动车優缺点、方形铝壳电动汽车锂电池电动车优缺点”等新产品驶入了锂电池电动车优缺点发展的“快车道”。

总之通过性能的优势,锂電池电动车优缺点逐渐扩大了市场规模而需求的增长直接导致产能扩张、制造成本下降,这又反过来刺激市场需求进一步增长锂电池電动车优缺点产业就这样走上了一条良性循环的发展道路。属于锂电池电动车优缺点的时代即将来临是时候做出更好的选择了!

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