动力电池多元化成必然趋势,5至10年内锂电池仍是主导

发布日期:2021-09-30

核心提示:随着动力电池技术的发展,新能源车正在逐渐摆脱里程焦虑。如,最新上市的小鹏P5最高续航里程为600公里,合创汽车推出的新车合创Z
 随着动力电池技术的发展,新能源车正在逐渐摆脱“里程焦虑”。

如,最新上市的小鹏P5最高续航里程为600公里,合创汽车推出的新车合创Z03最高续航里程为800公里,广汽埃安计划在今年年底推出的AION LX 最高续航里程可达1000公里……

伴随新能源车续航里程的不断提升,被视为新能源车“心脏”的动力电池的技术路线之争也备受关注。

据悉,当前被装载上车的动力电池主要有三元锂电池和磷酸铁锂电池。中国汽车动力电池产业创新联盟数据显示,今年1~8月,我国动力电池装车量累计76.3GWh,同比累计上升176.3%。其中,三元锂电池装车量累计为40.9GWh,占总装车量53.6%,同比累计上升111.2%;磷酸铁锂电池装车量累计为35.2GWh,占总装车量46.2%,同比累计上升338.6%。

就数据来看,以三元锂电池与磷酸铁锂电池为代表的锂离子电池仍是当前我国新能源车动力电池的主要技术方向。但与此同时,还有更多的动力电池技术路线正在路上。今年7月29日,宁德时代(300750,SZ;昨日收盘价502.51元)发布第一代钠离子电池,称其第一代钠电池的电芯单体能量密度可达160Wh/ kg,常温下充电15分钟,电量可达80%以上。

在此背景下,业内也提出了诸多疑问。如,锂电池是否是新能源车动力电池技术路线发展的唯一方向?如果锂电池在很长一段时期内将是市场主导,那么现有的锂矿资源能否承载未来庞大的新能源汽车体量?车企又该如何选择最适合自身的技术路线?

为了解答上述问题,《每日经济新闻》(以下简称NBD)记者对中国汽车工业协会副秘书长师建华、中国汽车动力电池产业创新联盟副秘书长王子冬、动力电池行业专家杨伟斌以及广汽埃安总经理古惠南、FF中国研发副总裁栾云飞、零跑科技联合创始人吴保军等多位行业专家及车企高管分别进行了专访。

由上至下,由左至右:师建华 王子冬 杨伟斌 古惠南 古惠南 吴保军

技术路线将呈多元化发展趋势

NBD:当前锂电池仍是市场主导,未来锂电池是否是新能源汽车动力电池技术发展的唯一方向?

师建华:这个说法太绝对了。新能源汽车还属于新生事物,目前还处在发展初期阶段,现在将动力电池技术路线确定为只有锂离子电池这一条,为时过早。未来,不排除会出现更好的或者更新型原材料的电池。动力电池技术路线必将是多元化发展的趋势。哪条动力电池技术路线符合社会要求和市场需求,它就是更好的。现在还不能确定哪条动力电池技术路线为最终发展路线。

王子冬:这个说法过于武断。当下这段时期,锂离子电池体现出的优势是最适合应用在新能源车上的,但并不代表它一直都是最好。动力电池是一个大类,它的技术在不断迭代中,技术人员的研究也一直在向前探索。

吴保军:锂离子电池是目前最成熟、最合适的一条技术路线,但并不代表它一直都是最适合的。至少在成本上,无论是三元锂电池还是磷酸铁锂电池,都尚未降到足够低的状态。只有当成本价格降低到极限时,才会倒逼动力电池材料的革命和技术路线的革命。

NBD:如何评价国内新能源车动力电池技术路线的发展现状?

杨伟斌:目前,国内车载动力电池主要以三元锂电池、磷酸铁锂电池为主,但这两类电池在使用方面各有缺陷。如,磷酸铁锂电池安全性高但能量密度相对较低,而三元锂电池能量密度虽然相对磷酸铁锂电池更高,安全性却相对较低。针对锂离子电池存在的问题,车企及电池企业已在做相关技术突破。

古惠南:无论是三元锂电池还是磷酸铁锂电池,都还存在一些各自的发展短板。这些短板推动了车企和动力电池企业努力去探索更实惠、更先进的技术路线,从而也推动了我国动力电池技术不断向前发展。

5到10年内三元锂、磷酸铁锂等是主导

NBD:以三元锂和磷酸铁锂为代表的锂离子电池,能够抢占市场主导,成为当前最适合新能源车发展的动力电池技术路线的原因是什么?

杨伟斌:市场上推出的一些新的动力电池,由于能量密度、成本、循环寿命还不能与车辆匹配,所以未能大范围使用。而锂离子电池无论从能量密度、安全性、循环寿命还是成本价格等方面,均最贴近当前的汽车使用要求,成为最适合在新能源乘用车上使用的一类电池。

100美元/kWh被普遍认为是动力电池助力电动汽车能够与燃油车竞争的临界点。只有当动力电池成本下降至100美元(约合人民币650元)/kWh(无政府补贴),新能源汽车才能真正大规模推广使用。

2015年底~2016年初,三元锂电池成本高达2000元/kWh,而磷酸铁锂电池成本超过2600元/kWh。经过近5年的发展,市场上三元锂电池成本已降至800元~900元/kWh,磷酸铁锂电池成本为700元~800元/kWh。综合来看,目前市场上的锂离子电池无论是续航里程还是成本均处在比较好的发展阶段。如果锂离子电池成本能降低至600元~700元/kWh,那么新能源车的周期使用成本将会优于燃油车。

不仅如此,新能源汽车早期存在的动力电池能量密度低、续航里程短等问题已基本得到解决,现在动力电池唯一的缺点还是充电速度较慢,有待进一步提高。

NBD:从当前情况来看,属于锂离子电池的黄金时期还有多久?

王子冬:从市场角度来看,目前还没有看到比锂电池综合评价更好的电池,所以暂时这个阶段还是锂电池的“天下”。但是这个“暂时”的时间跨度会有多大,目前还不好说。

杨伟斌:从元素周期表看,锂是最活跃的金属元素,在性能上比其他金属元素更具优势。就目前来看,未来5~10年内,仍将是以三元锂和磷酸铁锂为主的锂离子电池的“天下”。

截至目前,市场上还没有出现哪种电池在综合因素上比锂电池表现更好。即使有新型材料电池被发现,但从其被发现到上车还需要经过一段很长的试验过程,且短时间内不能进行大规模推广。

企业探索锂离子电池回收利用

NBD:如果未来很长一段时间内锂离子电池仍是主流动力电池技术路线,那么现有的锂矿资源能否承载未来庞大的新能源汽车体量?

师建华:在使用锂离子电池的同时,锂矿资源的可获得性和可持续是业界要考虑的一大问题。如果锂矿资源不可持续,就要求我们去研发新型材料的动力电池技术路线。

杨伟斌:虽然锂离子电池在性能方面较其他类别电池优势明显,但我国锂矿资源确实有限,且提取成本很高。而国外锂矿资源最多的是在澳大利亚,不过锂矿体量也是越采越少。但锂矿资源的减少,会成为倒逼包括钠离子电池在内的全新类别动力电池出现的原因之一。

NBD:锂离子电池能否循环使用?

古惠南:现在已经有一些企业开始对锂离子电池进行回收利用的研究,相关原材料在利用后还能重复使用。

栾云飞:目前一些机构已经开始展开对退役锂离子电池进行相关回收利用的研究,但技术还相对不太成熟。如果能回收并提取重复利用成功,将解决一部分因锂矿资源逐渐减少而带来的紧缺问题。

NBD:随着锂矿资源的逐渐缺少,市场会作何反应?

栾云飞:锂矿资源短缺问题可能会在十几或者二十年后才能体现出来。锂矿资源减少将直接体现在价格上,当价格贵到一定程度,企业就会寻找可替代的动力电池技术路线。这同时也会加速企业对锂矿资源回收利用技术的研究步伐。

杨伟斌:与石油类似,锂矿资源减少最直接的体现会集中在供应体系上,价格会逐渐走高。不过,钠离子电池等新型动力电池的出现,将对其价格带来一定稳定作用。届时,厂家要做的是防止市场对碳酸锂原材料的价格炒作。

低成本、高性能和高安全性成车企选择动力电池的主要标准

NBD:哪种类型的动力电池更符合新能源汽车的发展、更能满足市场需求?

师建华:车辆所需的动力电池应具备高可靠性和高安全性两大基本特性。电池的品质和可靠性是新能源汽车产业发展的核心要求。

杨伟斌:最理想的车载动力电池必须具备五方面的优势:一是能量密度好,续航里程高;二是价格便宜,生产成本可降低至接近燃油车;三是动力电池的循环寿命正常;四是安全性高;五是充电速度快,能消除车主的“充电焦虑”。

NBD:车企选择车辆所需动力电池的标准是什么?

吴保军:车企在选择动力电池时,除考量动力电池各方面性能是否足够优秀外,最重要的一点是考虑其成本是否足够低,是否符合市场需求。

目前,新能源汽车驾驶体验好和使用成本低等优势已凸显,但生产成本和终端售价仍居高不下,超出燃油车不少。其中,终端售价高的主要原因是动力电池的生产成本和采购成本高。用燃油车的价格,购买效率更高、使用成本更低的电动汽车,将是未来消费者的购车标准。而车企要在未来市场抢占更多电动车份额,就要追求成本更低、效率更高的动力电池,以降低生产成本。

古惠南:能够给车辆供电的动力电池类型很多,但车企追求的是轻量化、能量密度更高、充放电速度更快、成本更低的动力电池,这也是新能源汽车向前发展的主要方向之一。

NBD:对宁德时代推出的钠离子电池如何评价?

杨伟斌:钠离子电池是当前市场上推出的全新类别动力电池,也是行业在动力电池技术路线上的一次全新探索。相较于锂离子电池,钠离子电池具备低温性能好、充电快速快的优势,但它的缺点是能量密度比磷酸铁锂电池还低。不过,相较锂离子电池,钠离子在储能领域更有优势。钠离子推出后,将更多会应用于储能领域,与锂离子电池起到互补作用。

 
 
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