对话新能源,为什么电动汽车要关注电池能量密度?
来源:宝鄂实业
2019-03-18 09:06
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近两年来,选购新能源汽车的消费者越来越多,而与之相关的汽车部件也尤为受到关注。在这其中,新能源车的电池应该是我们最为关心的部件。那么,我们在购车时,除了要关注电池的品牌、续航、寿命等基本信息,还有一个性能指标我们要格外关注,那就是电池能量密度。
首先,我们来说说什么是电池能量密度。电池能量密度就是电池的平均单位体积或质量所释放出的电能。一般在相同体积下,锂离子电池的能量密度是镍镉电池的2.5倍,是镍氢电池的1.8倍,因此在电池容量相等的情况下,锂离子电池就会比镍镉、镍氢电池的体积更小,重量更轻。简单来说,电池的能量密度和钙片中的钙含量一样,相同体积或重量下,能量密度越高提供的电能也就越多,续航相对也越长,提高电池能量密度等于增加了车辆续航。
此外,作为影响续航里程的重要指标,能量密度也是电池性能以及电动车续航影响的关键,电池的能量密度越大,对于车辆续航里程而言的话就越长,电池的能量密度决定了电动汽车的最大行驶里程。电池能量密度的提升,是一个缓慢的过程,所以提高电池的能量密度也是目前电池研发中的重中之重。
不难看出,电池的能量密度对于车辆来说是非常重要的指标,能量密度是评价电动汽车的能量源是否能满足预定的续驶里程的重要指标。所以,当我们在选购新能源汽车时,也应多关注一下电池能量密度,毕竟它和我们的续航里程息息相关。
锂离子电池是一种充电电池,它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中,Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌:充电池时,Li+从正极脱嵌,经过电解质嵌入负极,负极处于富锂状态;放电时则相反。一般采用含有锂元素的材料作为电极的电池,是现代高性能电池的代表。而动力锂离子电池是指容量在3AH以上的锂离子电池,目前则泛指能够通过放电给设备、器械、模型、车辆等驱动的锂离子电池。
动力锂电池的产业链图与锂离子电池相同,上游原材料主要包括镍钴锰、锂矿和石墨矿,由此构成正负极材料、电解液、电极基材、隔膜等;中游则是将正负极材料、电解液、电极基材、隔膜组装成电芯后进行制造和封装;下游是动力锂电池的应用领域,主要应用在各种车辆、船舶、飞机等内燃机的启动,照明、蓄能、不间断电源、移动通讯、便携式电动工具、电动玩具中。
近三年,随着国家对新能源产业的扶持,推动了我国动力锂电池迅速发展。根据国家统计局数据显示,2018年国内新能源汽车销量为125.6万辆,同比增长61.7%。其中,2018年纯电动车的销量将近98万辆。新能源汽车销量逐年增长,对于动力锂电池的需求量也在不断扩张。在国家政策的驱动下,新能源汽车有着广阔的发展前景,而作为核心部件的动力锂电池必将迎来发展的大好良机。
下游需求的扩张利好,我国动力锂电池总装机量增长,根据OFweek统计数据显示,2018年我国动力锂电池总装机量达到56.37GWh。
细分新能源汽车具体类型的动力锂电池装机量情况来看,纯电动乘用车是目前拉动动力锂电池需求的主要引擎,2018年纯电动乘用车动力锂电池装机量达到30.66GWh,同比增长135.4%,占动力锂电池装机量整体比的53.3%;而混合动力客车受补贴政策影响,2018年装机量同比减少57.5%。随着新能源汽车市场化程度提升,消费者对电动车的认可度不断提高,我国动力锂电池装机量发展良好。
行业洗牌格局激烈,进一步向龙头企业集中
2018年6月开始实行的《关于调整完善新能源汽车推广应用财政支持政策的通知》通过补贴措施表明了对新能源汽车电池能量密度的更高要求,低端锂电产能过剩逐步被淘汰。目前,我国动力锂电池市场的集中度已非常高,2018年我国动力锂电池前十名企业的装机量达到整体的83.16%,而前二十名更是高达92.1%,这意味着排名在二十名后的动力锂电池企业实际上已被边缘化,行业洗牌格局剧烈,产业链公司迎来一场“大浪淘沙”的筛选。
从2018年我国动力锂电池行业装机量企业结构来看,宁德时代(300750)占了41.21%,装机量达到23.23GWh,同比增长133%;排在第二的是比亚迪(002594),占了20.33%,装机量达到11.46GWh,同比增长109%;第三名是国轩高科(002074),占5.32%,装机量为2.99GWh。我国动力锂电池行业高端产品之间的竞争主要集中在国内仅有的几家企业与国外企业之间,属于垄断竞争格局。随着我国政策对动力锂电池产品提出更高的要求,市场份额将进一步向头部企业集中。
受新能源补贴政策影响,技术要求逐步提升
动力锂电池可按电解质材料、电池外形、外包材料、正/负极材料以及性能用途进行划分,其中目前最主要的是以正极材料作为划分动力锂电池产品的依据,因为正极材料是电池中锂离子之源,其性能直接关系到电池性能,是锂电能量密度的基础,是动力锂电池中最关键的功能材料。动力锂电池按正极材料分类,主要有三元锂、磷酸铁锂、钴酸锂和锰酸锂这四种,对应的负极材料一般都是石墨。