圆柱形锂电池要被淘汰了吗?锂电池也要追求轻薄化?
很多人在探讨电动汽车现阶段无法普及的原因时候,总是将问题归结于电动汽车价格过高,坚信只有电动汽车的生产成本大幅降低才能普及。
例如,丰田普锐斯混动版在美国的厂商指导价是2.40-2.95万美元, 而丰田卡罗拉只有1.61-1.80万美元; 雪佛兰Volt的厂商指导价是3.91-4.21万美元, 而雪佛兰科鲁兹为1.68-2.32万美元。日产Leaf的厂商指导价是3.52-3.73万美元,而日产Versa是1.45-1.85万美元。
在美国如果没有政府补贴或优惠,一辆混合动力汽车(HEV)的价格比同级别的传统汽车高出约7000美元,而一辆插电式混合动力汽车(PHEV)甚至可能高出2万美元,而2万美元在美国是一辆普通轿车的售价。至于(EV)那就更加昂贵了,Model S最基本款售价就已经接近8万美元了。
简单的数学计算就可以发现,电动汽车成本增加与其动力系统有直接关系,从HEV、PHEV到EV,动力电池模块成本占整车的比例越来越高。
HEV对ICE、变速箱、传动连动装置和电动机都有新的要求,需要它们的体积要变小、功率变大,因而动力电池系统(Cell+Pack+BMS)的成本只是一小块,大概占整车成本的5%-10%左右。PHEV大概是10%-30%。
但是对EV而言,电动动力系统成本占整车的比例大幅度上升,比如Model S动力电池系统的成本已经接近整车成本的60%。要想推广首要的问题就是降低电动汽车生产成本,这个判断的出发点本身并没有问题。由于当前中国电动汽车的发展重点是(EV),而纯电动汽车的成本直接取决于动力电池系统,于是很多人大声疾呼只有大幅度降低动力电池的生产成本(一般认为要在现有基础上降低50%),才能实质性推动中国电动汽车的商业化推广进程。但是,问题真的是这么简单吗?
电动汽车的电动动力系统主要包括动力电池、Pack和电池管理系统BMS,笔者简单分析一下其成本降低的可能性。
·电极材料。锂离子电池的原材料成本构成中,正极材料占比最高,约占材料成本的30%-40%,负极材料占15%-20%,隔膜占15%-20%,电解液占5%-10%,其他材料占25%左右。
笔者以占电芯成本份额最大的正极材料为例,来分析材料成本是否还有下降的空间。主流正极材料LCO、NMC、LMO和LFP的价格目前已经非常透明了,国产LCO价格已经稳定在18-20万元/吨,三元材料的价位区间在14-18万元/吨,LFP目前已经下降到了10万元/吨以下的水平。
如果读者有兴趣的话,可以简单计算一下金属和锂盐等最基本的原材料在这几种正极材料的成本里面所占的百分比,就会知道材料的降价空间还剩下多少了。
虽然在短期内受原材料价格的波动,以及国内材料企业产能严重过剩、降价求生等因素影响,正极材料价格在2014年可能会有所下调。但我们要注意到,国内正极材料厂家整体毛利润率仅10%左右,大部分小型企业毛利润率只有5%而实际亏损,只有钴酸锂材料因为享受13%的出口退税而略微盈利(据称这个政策即将被取消)。
在如此恶劣的盈利状况下,三五年之后国内数百家材料企业又有多少家企业最终能够存活下来?