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三元锂电池很快占据电动车市场?背后原因是什么?

来源:宝鄂实业    2019-04-26 10:51    点击量:
2018年被称为新能源汽车的元年,在这一年,燃油车的销量出现前所未有断崖式下降,很多的车企有大量汽车库存,但是新能源车的销量却一路高歌呈现出指数级增长。截止到目前,已经有超过50万辆电动车搭载了比亚迪动力电池,涵了盖乘用车、商用车和专用车领域。

随着电池技术的成熟、能量密度的提高、整车价格的下降,新能源汽车正在争夺燃油车的市场。这很容易让人联想到100年前那场电动车和燃油车的争端。

100年前的“油电之争”

100多年前,福特T型车售价850美元,而维多利亚电动车卖到2000美元,电池和电机的高成本使得电动车的价格居高不下。为了开拓电动车的市场,生产出维多利亚电动车的奥利佛借着电动车在美国诞生20周年的机会,在报纸上招募了一场挑战活动“丹佛至纽约的电动车越野耐力挑战赛”。尴尬的是除了奥利佛没有人报名,最终奥利佛耗时29天,驾驶他的电动车完成了这场“一个人的比赛”。此次比赛全程2800公里,奥利佛的电动车却没有出现什么质量问题顺利完赛,因此奥利佛名声大噪,电动车也得到了蓬勃发展。

紧接着福特T型车开始了流水线生产,并将价格压低至260美元;福无双至,祸不单行,石油采炼技术和内燃机性能的大提升,使得电动车速度及续航的问题越来越明显。在价格高和续航差的双重冲击下,20世纪30年代,电动车终于退出了历史舞台。

100年后的历史“重演”

回到当代,石油资源严重短缺,环境污染日益严重,此刻的电池技术也有了较大发展,因此电动车重新被推上了历史舞台,燃油车和电动车又将掀起一场争端,历史总是惊人的相似,只不过这一次电动车扮演的是攻擂者。

在电动车的道路上投入最早的是比亚迪,1995年比亚迪公司成立,开始从事手机电池的生产,从2005年起,比亚迪开始从事电动车锂电池的开发,经过15年的技术经验积累,比亚迪已经成为新能源汽车的龙头,比亚迪的电池一直在业界内具有很高的认可度。

比亚迪动力电池选择

众所周知,比亚迪动力电池主要研究磷酸铁锂电池三元锂电池。磷酸铁锂电池在安全性和循环寿命上相对于三元锂电池有绝对优势。磷酸铁锂电池不含任何贵金属,而且生产正极材料的主要原料氧化铁、碳酸锂在中国储量非常丰富。比亚迪已经掌握了磷酸铁锂电池全球最高端的技术和工艺。

面对市场需求,比亚迪也投入到三元锂电池的研发中,由于三元锂电池含有两种贵金属钴和镍,所以三元锂电池的价格是要远远高于磷酸铁锂电池的,凭借其较高的能量密度,满足目前电动车追求续航的现状,所以三元锂电池很快就占据了电动车的市场。

凭借比亚迪电池技术的积累,短期内比亚迪就将三元锂电池做到了市场的前列。磷酸铁锂电池主要应用在电动客车等商用车上。比亚迪并不会终止磷酸铁锂电池的研发,因为三元锂电池国内技术与国际上还有差距,而且随着电动车的普及,贵金属的消耗加剧,三元锂电池的成本可能还会增加,磷酸铁锂电池还有很大潜力。

动力电池的全产业链布局

比亚迪的动力电池具有完整的全产业链,包括从原材料采集到电芯的设计、模组跟PACK的研发和制造、BMS的制造以及后期电池的梯次利用与回收。

决定电池包能量密度最大的一个因素就是材料,比亚迪有大量的博士和工程师投入到原材料的开发与研究方面,每年销售额的7%投入到研发中,由于重视产品的研发和高投入,比亚迪在电池方面授权的专利就有1000多项。电池贵金属元素受市场影响,价格波动起伏会较大,比亚迪在动力电池的上游原材料方面有深入布局,例如锂和钴,用于稳定原材料的价格。

电池包的设计思路

针对市场上出现的三种电池:软包电池、硬壳方形电池还有圆柱形电池,比亚迪通过分析对比最终选择了硬壳方形电池。主要有三个方面的考虑:

第一,虽然说软包电池单体的能量密度可以做的比方形高,但是整个电池系统要有热管理模块给电池进行加热和制冷。而软包电池的热管理模块比硬壳方形要复杂,综合分析比较,成组软包电池的能量密度要远远低于硬壳方形电池。

第二个原因,由于高能量密度材料的应用,软包电池的安全性不可控,因为软包电池是靠两层聚合物粘贴在一起实现密封的;而硬壳方形电池是通过一个金属铝的焊接实现密封的。所以在密封性方面,硬壳方形电池要强于软包电池。

第三个原因,当出现热失控的时候,软包电池是没有办法实现定向的排气、排烟、排火的。但是硬壳方形电池是可以定向的设计一些特定的排气、排火通道。可以保证即使某个单体失控了,可以通过排火通道释放掉单体的能量,因为单体间有隔热防火材料,所以其他的单体不受影响,整个系统也是安全的。