新的电池技术虽然是鼓舞人心的,但是任何的新技术,新材料都需要经过相当长的一个转化过程,才能成为商业的产品,比如锂电池,最早的锂电池的概念

新的电池技术虽然是鼓舞人心的,但是任何的新技术,新材料都需要经过相当长的一个转化过程,才能成为商业的产品,比如锂电池,最早的锂电池的概念要追溯到上个世纪的六七十年代,之后液态锂离子电池和聚合物锂离子电池也是经历了十几年发展,才有了今天的状态。但是最近几年智能手机硬件发生了突飞猛进的进步,小小的手机性能,可以与一台个人电脑相媲美,这样电池技术有点吃不消了。所以虽然手机续航不一定是国民痛点,但起码也是短板之一。

很多人关心动力电池和消费级电池的区别。我觉得,从电池的角度来说,是没有本质的区别的。但是由于产品应用条件不同,所以设计的理念和思路也是不同的,从而导致我们所看到不同领域电池的产品属性,有很大区别。在消费级电池领域,没有五花八门的正极材料;而在动力电池领域,也很少谈到关于电解质变化对性能的影响。在能量密度方面,比如我们都知道2015年2月16日,科技部发布了《国家重点研发计划新能源汽车重点专项实施方案(征求意见稿)》,其中明确要求了2015年底轿车动力电池能量密度要达到200Wh/kg。

作为消费级电池来讲,早在2013年,其能量密度就超过200Wh/kg的水平了,这不但与优化材料和结构有关,高电压的做法更是功不可没。由于消费级电池一般不成组使用,即使成组,也是几支电池之间的串并联,与动力电池简直是数量级的差别;“BMS”直接管理电芯;充放电电流较小;热管理也相对容易;一般来说,消费级电池质保期也只有1年,所以这种做法是完全可以满足消费级电池市场的需求的。但是在动力电池市场,可能就行不通了。动力电池的要求,相对要高更加综合,既有安全性的考虑,又有成本方面的评价,同时还有性能方面的要求。虽然在特斯拉身上,似乎完成了一次消费级电池与新能源汽车的完美结合,但是车的定位和价格,和我们期望中家用级的新能源汽车还是有一定差距的。

磷酸铁锂、钴酸锂、三元材料、锰酸锂……各种正极材料冲击能量瓶颈的同时,我想是不是应该停下来考虑一下安全和其它的问题。消费市场,动力市场,储能市场,锂离子电池是不是能解决所有的问题。任何的电池可能都有他的适用环境。比如燃料电池,无论是作为新能源汽车的动力单元,还是作为市政供电设备来说,其电池特性上都是非常合适的,但是与现有锂离子电池体系相比,开发小型燃料电池便携设备可能使比较困难的。在高喊的技术突破的时候,更冷静的考虑一下锂离子电池的局限性。因为只有意识到这些局限性,才有可能探索新的电池体系。当然不得不承认,随着技术的推进,将来发展具有更高能量密度,并且能满足商业应用需求的新的电池体系,而且要求新体系所使用的材料要求环境友好,成本低廉,材料易获得,变得越来越困难了。因此,在发展锂离子电池的同时,我呼吁要对那些已经发现但并未充分商业化的电池体系,投入更多的精力和资源。

无法商业化,为何电池技术就是没有突破?

如果你想要一款加速度体验良好的车,特斯拉Model S绝对能满足你。当然,像这样的电动车不仅能够带来良好的驾驶体验,相比较于传统汽油车,它也不会对环境造成污染。但是,从电动车诞生至今,它都只是占了很小一部分市场份额。主要的原因是电动车的电池昂贵而且需要经常充电。可是,为什么电池性能一直以来都不见起色?

在过去的数年中,有无数的电池技术研究取得突破性的进展,但是这些当中,鲜少能够被商业所使用,兑现低成本和多容量的承诺。比如成立于2001年的锂离子电池初创公司A123 Systems,曾宣称,能将锂离子电池的磷酸锂铁正极材料制造成均匀的纳米级超小颗粒,因颗粒和总表面面积剧增而大幅提电池的放电功率,而且,整体稳定度和循环寿命皆未受影响。但最终于2012年以失败告终。原因是,不能够量产它所描述的那些锂电池,也不能安全有效地转换电量。

2012年,位于美国加州的电池公司Envia Systems在华盛顿重大的会议上宣称,研发出能量密集型电池,单位重量的锂电池储存能量是目前电池的两倍,而且成本降低一半。通用汽车一听说能研发如此高能电池的Envia,马上向其投资了700万美元,希望在电动车业务上进行合作。到了2013年,Envia都没有兑现它所宣称的“惊人效果”,导致失去资助资金以及通用汽车公司的合作伙伴关系。另外,这家公司也受到美国高级能源研究计划署ARPA-E的重视。只能说,Envia令人印象深刻的电池让人兴奋也让人落空。

事实上,在电池行业中,由于电池技术的高门槛,初创公司难以单独存活。因此,电池行业一般都是由大公司主导。A123 Systems前高管Andy Chu说:能量存储是一个“大头”玩的游戏,因为在研发电池中稍有不慎将会铸成错误。虽然我希望电池初创公司最终会取得成功,但通过这几年的历史,(大家都可以看见,这些公司的)下场都不太好。

在过去的十年里,我们见证了电池行业“突破性”的进展,但是这些都是来自大公司的一些稳定小进步。

电池成本降速比预期快,3年内将降到230美元/千瓦时

现在,电动汽车的价格比普通燃油车贵很多,很多人认为电动汽车进入大众汽车消费市场将永无出头之日,虽然燃料和维保费用能省不少,但是较高的初次购买价格仍然会吓跑不少消费者。地球人都知道,电动汽车就是贵在电池,但可喜可贺的是,国外一项最新研究称,锂离子电池的成本价格一路在下降,而且速度比以前的预估要快。

据The Carbon Brief报道,早在2013年,国际能源属(IEA)曾经预测,到2020年,电动汽车电池成本将下降到300美元/千瓦时。然而,NatureClimate Change的研究人员认为,电动汽车行业可能已经提前达到了这一目标,2007年至2014年之间,全行业平均成本从1000美元/千瓦时下降到410美元/千瓦时,平均每年下降14%。某些领先企业,例如日产和特斯拉已经跨越了IEA预测的300美元/千瓦时屏障,去年起电池成本很可能已经更便宜,价格可能比最近许多同行的评估低2至4倍,每年降幅为8%。

这项研究结果是基于同业评审学术刊物、机构测算、咨询和行业报告、媒体报道、电池厂商和汽车制造商等85个成本预测得出的。由于制造商不愿向公众披露自己的真实成本,因此,前面所提到的数据不是完整的数据。

有超级充电站 为啥还没有出现超级电池?

电池成本估算和预期

100美元/千瓦时经常被看作是电动汽车能与普通燃油车进行价格竞争的基准。为了追求削减成本,导致替代锂离子化学成分的各种研究大量投入。

研究人员预计,2017-18年,电池成本将会降到230美元/千瓦时。以美国为例,目前油价很低,预计电池成本只有低于250美元/千瓦时,电动汽车的价格才能更有竞争力。如果电池成本再进一步跌破150美元/千瓦时,那么电动汽车市场就会发生量变,车辆技术也将因此发生潜在转变。

要想达到上述水平,即使是在当前的势头下,即使电池单体化学技术已经实现了许多进步,但电池成本价格的大幅下降也不可能在一夜之间发生。研究人员认为,这些新的研究仍然很遥远,只有市场规模的扩大更可能带来成本的下降。

特斯拉汽车公司正在验证研究人员的论断,当位于内华达州的Gigafactory超级电池工厂在2017年启动后,就会产生足够大的市场规模,从而实现Model 3电动轿车35000美元的平民低价,这意味着电池成本将降低30%。另一方面,雷诺-日产也计划在2016年实现可供150万辆电动汽车使用的电池产能。

研究人员称,整体而言,在不久的将来,即使技术没有出现大的突破,规模经济效应也有可能推动电池成本下降到200美元/千瓦时。如果这项研究的预测是正确的,那么电动汽车市场的发展规模可能会超过预期,这是一件好事。

[责任编辑:中国电池网]

免责声明:本文仅代表作者个人观点,与电池网无关。其原创性以及文中陈述文字和内容未经本网证实,对本文以及其中全部或者部分内容、文字的真实性、完整性、及时性,本站不作任何保证或承诺,请读者仅作参考,并请自行核实相关内容。涉及资本市场或上市公司内容也不构成任何投资建议,投资者据此操作,风险自担!

凡本网注明 “来源:XXX(非电池网)”的作品,凡属媒体采访本网或本网协调的专家、企业家等资源的稿件,转载目的在于传递行业更多的信息或观点,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。

如因作品内容、版权和其它问题需要同本网联系的,请在一周内进行,以便我们及时处理、删除。电话:400-6197-660-2 邮箱:119@itdcw.com

电池网微信
中国电池网
超级电池
超级充电站