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电动汽车电池之战一触即发,谁将拔得头筹?

作者:陈玲丽时间:2020-07-02来源: 电子产品世界收藏

相对于传统的汽车行业来说,电动汽车是以电能为资源动力,把传统的汽车能源所用的动力进行了彻底的改变。传统汽车大多数用的都是化石燃料,但电动汽车主要能源是电能,这也是随着社会的发展进行的重大变革。电动汽车的核心是发展电动汽车的电池,电动电车的电池是现代行业的主要关键打破点。

本文引用地址:http://www.dzszp.com/article/202007/415072.htm

电动汽车的发展离不开电池的革新,大厂商也在不断地革新着电动汽车的电池质量和电容量的问题。目前市面上主流的新能源电动汽车电池种类大致归为铅酸电池、镍氢电池、钴酸锂电池、锰酸锂电池、磷酸铁锂电池和三元锂电池(镍钴锰酸锂电池)等几大门类。

种类

  • 铅酸电池:成本低、低温性好、性价比高;能量密度低、寿命短、体积大、安全性差。由于能量密度和使用寿命很低,作为动力的电动车无法拥有良好的车速和较高的续航里程,一般用于低速车。

  • 镍氢电池:成本低、技术成熟、寿命长、耐用;能量密度低、体积大、电压低、有电池记忆效应。由于其超强耐用性,被丰田混动车型普锐斯长期采用。与锂电池相比,电池单体电压仅为1.2v,为锂电池的1/3,因此需求电压一定的情况下,镍氢电池体积比锂电池大不少。虽然性能优于铅酸电池,但是含有重金属,遗弃后对环境造成污染。

  • 锂离子电池:是目前最技术最先进的电池之一。这种电池能量密度高,能存的电就多;循环寿命长,能充放电的次数就多,用的年头也长。现在用在电动汽车上的锂电池,主要是两种:磷酸铁锂电池和三元锂电池。简单来说,“磷酸铁锂”、“三元锂”都是动力电池的正极材料,对电池能量密度有着决定性作用,所以在电池命名规则上,多以正极材料来命名,三元锂电池和磷酸铁锂电池的由来皆是如此。

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磷酸铁锂电池

磷酸铁锂电池热稳定佳、安全、成本低、寿命长;能量密度低、怕低温。热稳定性是动力锂电池中最好的。电池温度处于500-600℃时,其内部化学成分才开始分解,并且穿刺、短路、高温都不会燃烧或者爆炸,因此比松下的钴酸锂电池的安全性更高,使用寿命也较长。

但能量密度低,导致电池重量更重,体积也更大,车辆续航里程一般。而其最大的痛点在于低温充电问题,当温度低于-5℃时,充电效率低,不适合北方在冬天充电的需求。

三元锂电池

三元锂电池能量密度高、循环寿命长、不惧低温;高温下稳定不足。能量密度可达最高,但高温性相对较差,对于续航里程有要求的纯电动汽车,其是主流方向,且适合北方天气,低温时电池更加稳定。特斯拉发布的Model 3,即采用松下的21700型三元圆柱形电池。

缺点就是三元材料的脱氧温度是200℃,并且无法通过针刺实验,表明三元电池在内部短路、电池外壳损坏的情况下,容易引发燃烧、爆炸等安全事故。

三元锂电池到底是哪三元?三元锂电池的“三元”指的是包含镍(Ni)、钴(Co)、锰(Mn)或铝(Al)三种金属元素的聚合物,在三元锂电池中做正极。三者缺一不可,在电池内部发挥巨大的作用。

  • 镍:主要作用是提升电池的体积能量密度,是提升续航里程的主要突破口,但含量过多会导致镍离子占据锂离子位置(镍氢混排),导致容量下降。

  • 钴:抑制阳离子的混排,用以提升稳定性和延长电池的寿命,此外,也决定了电池的充放电速度和效率(倍率性能),但过高的钴含量会导致实际容量降低。

  • 铝或锰:钴是十分昂贵的稀有金属成本高昂,锰或铝的作用在于降低正极材料成本,同时提升电池的安全性和稳定性。

为了提高三元锂电池的容量,就需要提高正极中镍的比例。所以你看,镍的比例在不断提高 ,从早期的NCM111,到近两年的NCM523、NCM611,再到今年纷纷上马的NCM811,电池能量密度越来越大,镍用得也是越来越生猛。

镍用得多,钴和锰的比例必然会减少。电池的寿命和稳定性是不是会受影响?理论上会,但现在三元锂电池主角无疑就是“高镍”的三元锂电池。这一方面是政策原因,续航里程长、电池能量密度高的电动汽车,能拿到的财政补贴就多;另一方面是各汽车厂商要抢风头,搞续航里程竞赛,好像谁家的车续航长,谁家的技术就先进。

随着补贴政策的“退坡”和退出,三元锂电池的“高镍”冲动可能会冷静一下。而随着磷酸铁锂技术的进步,与三元锂互争雄长也在意料之中。8月份透露,将于明年5-6月份推出的全新一代铁锂电池,体积比能量密度将提升50%,寿命长达8年120万公里,成本还可以节约30%。有分析说,磷酸铁锂的能量密度有望与622三元锂电池媲美,诚如此,再有安全性好、寿命长、成本低的加持,磷酸铁锂电池未尝不会再回舞台中央。

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磷酸铁锂电池/三元电池/用户需求平衡对比图(绿芯)

磷酸铁锂电池和三元锂电池,不能简单说哪种好,只能说各擅胜场。磷酸铁锂电池胜在寿命长、安全性好、成本低,但能量密度和低温性能稍逊;三元锂电池胜在能量密度大,存电多,但安全性和寿命稍逊。

再过几年,就要看固态锂离子电池了。固态锂电池,电解质由液体变成了固体,电容量大、充电速度快,又没有电解液泄漏起火的风险,可谓理想的动力电池。全球已经有几家公司推出了固态电池的原型电池,也许三五年之内,这种电池就会异军突起。

动力电池哪家强?

电动汽车的热潮将带动动力电池行业全面爆发,眼下无论是国内市场还是海外市场,一场动力电池企业的拉锯战正在上演。

韩国调研机构SNE Research于5月7日发布的最新报告显示,2020年第一季度,全球电动的市场份额的头名易主。是因为新冠肺炎疫情在国内蔓延,企业大部分时间处于停工停产状态,复工水平处于低位。反观国外市场的、松下电池、三星SDI等企业基本处于饱和运转状态。

连续三年排名行业第一的不敌日韩电池,以17.4%的市占率位列第三,中国另一巨头则只有4.9%的市场份额,排名降至第六。而的市占率同比增长一倍以上,达到27.1%,排名第一。松下以25.7%的市占率继续位居第二。

今年第一季度,500万彩票网全球动力电池装机量达5.5GWh,这个数字在去年同期仅达到2.5GWh。韩国三大电动汽车电池制造商LG化学、三星SDI和SKI的合并市场占有率在2020年第一季度也跃升到37.5%,而在2019年同期,这一数字仅为16.4%。

LG化学

LG化学是韩国LG集团下的企业,汽车电池是它的主要业务之一。LG化学本身是一家化学品公司,除生产电池之外,还拥有大量化工产品和化学品产品线。正式因为LG化学累积了大量制作化学制品和化学材料的工程和制造经验,使得LG化学在开发和生产锂电池的过程中,具有产业链协同的优势。

作为韩国的一家汽车电池企业,LG化学最早与现代起亚合作,主要生产三元锂电池。除了现代和起亚这两大韩系车品牌之外,日产、雷诺、通用等车企均采用了LG化学的电池。

此外,动力电池应用分会数据显示,仅特斯拉(上海)工厂,一季度就为LG化学贡献了875.09MWh的装机量,一举超越,摘得一季度全球动力电池装机量桂冠。这几年,LG化学也开始进入国内市场,并且在南京成立了汽车电池生产基地,LG 化学在2009年与长安汽车开展有关电动汽车电池技术的合作。

在电池领域的发展可以追溯到1923年,那时开发投放由电池供电的炮弹型吊灯,自此在电池领域展开了全新的篇章。经过85年的发展,2008年12月,松下耗费64亿美元并购了实力强大的三洋电机进入动力电池领域,成为全球最大的锂电池供应商。

2009年,凭借领先的电池技术,松下与特斯拉首次展开合作,成为特斯拉独家供应商,从此迅速崛起。2010年,HEV Suminoe工厂开始锂离子电池量产。2014年与特斯拉合资建造Gigafactory超级工厂,2015年建设大连工厂,2018年投产。

作为特斯拉独家的锂电池供应商,松下电器随着特斯拉电动车的发展也跟着快速发展起来,曾经在全球车用锂电池市场占有率排第一,最近一两年才被超越。也因此松下电器将加大在中国新能源市场的动力电池布局,将在新工厂新增两条生产线,增加80%的产能,以应对竞争激烈的国内市场。

宁德时代

自2017年登顶全球动力电池出货量“老大”地位,宁德时代已经连续三年位居全球动力电池出货量冠军宝座。今年一季度这个冠军被LG化学夺去,或许只是个小插曲。对此,宁德时代表示,公司的生产运营因为疫情的原因在短期内受到一定影响,“4月份已经重回全球市占率第一”。

目前,宁德时代动力电池产能都在国内,因而一季度疫情在国内蔓延,对其动力电池生产及装机都产生了较大冲击。从其产能布局来看,目前宁德时代已有动力电池产能53GWh,产能利用率高达89。2%,而在建产能也有22。2GWh。

500万彩票网事实上,目前宁德时代在国内市场为上汽、吉利、北汽、广汽等品牌车企以及蔚来、威马、小鹏、理想等造车新势力配套动力电池产品;国际客户方面,宁德时代也已与宝马、丰田、戴姆勒、现代、捷豹路虎、大众和沃尔沃等国际主流车企品牌均建立了深度合作。

此外,从今年7月份开始,宁德时代还将为特斯拉(上海)工厂生产的低续航版本配套动力电池,这又将成为其装机量增长的“新一极”。在海外汽车市场渐入低迷,国内市场开始稳步复苏的情况下,宁德时代在第二季度重回全球动力电池装机量榜首将是大概率事件。在客户合作方面,无论是国内还是海外,目前宁德时代的整车客户都要多于LG化学、松下电池等企业,而随着其全球布局陆续量产,其全球“一哥”地位想被撼动并不容易。

在2017年以前,比亚迪也曾连续多年稳坐全球动力电池“头把交椅”,但自从2017年被宁德时代超越后,比亚迪动力电池全球出货量排名一年不如一年。2018年比亚迪全球动力电池出货量还排在第三,仅次于宁德时代和松下,2019年便降至第四,排在LG化学之后了。而最新的一季度数据显示,比亚迪又被三星SDI、远景AESC超越了,降到了第六。

对于比亚迪来说,既造电池又造车,而且电池目前主要还是自己用,其面临疫情的冲击要比其他电池生产企业多一重。当前,比亚迪动力电池装机量非常依赖自家车企的产销。想要实现装机量的增长,以及排名重回前列,摆在比亚迪面前的路只有电池加速外供。

3月中旬,比亚迪隆重对外公布了其“弗迪”品牌战略,其中电池业务将独立为弗迪电池有限公司(简称“弗迪电池”),负责新能源汽车核心零部件的对外销售工作,这意味着,比亚迪旗下产品将面向全行业供货。3月下旬比亚迪公布的电池技术重大创新——“刀片电池”便是弗迪电池首款重磅产品。比亚迪希望通过电池业务独立,以及过硬的电池技术实力去争抢全球电池市场“蛋糕”。

500万彩票网除了北汽新能源、金康汽车、长安福特等与比亚迪达成合作之外,日前又传出了捷豹路虎正在与比亚迪就动力电池供应和生产进行谈判,未来比亚迪可能为此在欧洲地区设立电池工厂。

未来竞争格局

目前全球电动汽车(EV,PHEV,HEV)的电池使用量方面,基本上已经被中,日,韩,三个国家给垄断了。

对于未来竞争格局,动力电池行业未来在集中度提升的同时,很可能出现宁德时代和LG化学的双寡头格局,LG化学有望凭借对材料体系的理解和产品的高品质卡位高端市场,宁德时代将凭借成本方面的优势卡位中低端市场,同时在技术端逐步积累后,有望扩大高端市场份额。

500万彩票网LG化学今年终于如愿进入特斯拉的供应链。据外媒报道,特斯拉2月份在中国工厂所生产的Model 3全部采用LG化学供应的动力电池。特斯拉在上海实现国产之后,LG化学在南京建的动力电池基地具有不小的地理位置优势,而特斯拉的“老朋友”松下在中国并没有圆柱形电池的生产线。

此前马斯克此前在投资者会议中曾明确表示,在电池包的选择上仍将坚持圆柱形电池,原因是更换电池属性会让整车结构产生较大变化。而LG化学一直没放弃对于圆柱形电池的研发。

而一向长期专注于方型电池技术的宁德时代,在入选特斯拉供应商后,特斯拉还需要一定的时间对电池包、电池管理系统等进行再设计,合作进展很难像LG化学一样快。

在全球新冠肺炎疫情冲击下,LG化学、松下、三星SDI以及SKI的生产或因物流、原料不足受限,或因下游客户强劲需求不在,海外电池生产企业的出货量和装机量预计在二季度将会出现明显回落。对于LG化学来说,尽管其依然可以仰仗特斯拉(上海)工厂继续走量,但是短暂失去欧洲市场的强力带动,其装机量较一季度预计会差很多。

从国内市场来看,新能源汽车财政补贴延迟两年退坡,今年补贴平缓退坡10%。同时各级政府还在陆续推出其他刺激新能源汽车消费的政策,宁德时代无疑将会是其中最大受益者。

国内动力电池企业的主要战场仍为中国本土市场,国内新能源汽车市场的走势,直接影响其全球销量表现。除了积极布局海外市场,眼下,国内动力电池企业也试图通过技术升级、产品迭代,来提升竞争优势、扩大市场份额。

众所周知,新能源汽车是未来的大势所趋,任何一家车企想要长远发展,都必须掌握自己的新能源汽车技术。但新能源汽车跟传统的燃油车有着很大的不同,新能源汽车发展的关键是电池技术,谁掌握了汽车电池技术,谁就在新能源汽车的时代占据了主动优势。



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