电动汽车的续航能力得到了改善,那么,现在的电池技术的具体情况如何呢?
电动汽车的发展离不开电池的革新,在许多文章中都有提到过电动汽车的电池的续航能力、充电不便等电动汽车目前面临的问题。在我们在抱怨的时候,电动汽车的电池技术真的在止步不前吗?其实不是这样的,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。目前市场上有这样几种电池:铅酸蓄电池、磷酸铁锰锂电池、磷酸铁锂电池、钴酸锂电池和三元聚合物锂电池等,而且目前电动汽车的续航能力也得到了改善,那么,现在的电池技术的具体情况如何呢?
铅酸蓄电池:你最常见的电池
铅酸蓄电池是平日里最常见的电池,主要的优点是电压稳定、价格便宜,但同时也存在着比能低、使用寿命短和日常维护频繁等问题。在国内,铅酸蓄电池在国内的低速电动汽车上的应用很是普遍,除了上面提到的优点外,这种电池的价格也比其他的电池价格低。铅酸蓄电池有2V、4V、6V、8V、12V和24V等系列,容量从200mAh到3000mAh。那么现在算一下铅酸蓄电池的放电时长,这里有个公式,可以用来粗略的计算一下:额定容量×放电容量倍率×〔1+温度系数×(环境温度-25)〕/放电电流=放电时长。铅酸蓄电池虽然价格低廉,但是电池的续航能力比较低。所以,电动汽车上的完全由这种电池来提供能源并不是太合适。
磷酸铁锰锂电池:比亚迪的电池技术
近日,比亚迪董事长王传福表示,比亚迪最新研究的磷酸铁锰锂电池突破了传统的磷酸铁锂电池的能量密度限制,达到了三元材料水平,而在成本控制上比普通的磷酸铁锂更加优秀,而且已经应用在了比亚迪电动车上,续航能力得到了大幅度的提升。
在比亚迪秦这款电动汽车上便应用了该种电池,这款电池就是在磷酸铁锂路线下的改进型,叫磷酸铁锰锂,就是在材料里面添加锰元素。这种电池的能量密度已经达到了三元材料的密度。在续航能力上比现在的磷酸铁锂电池更加的持久,由于目前没有得到确切的价格消息,所以暂时不予比较。
磷酸铁锂电池:电动汽车电池的另一种选择
磷酸铁锂电池属于锂离子二次电池,主要用作动力电池,而且它的放电效率较高,倍率放电情况下充放电效率可达到90%以上,而铅酸电池大约为80%。在电池中,磷酸铁锂电池的安全性也高于其他的电池,理论寿命可以达到7~8年,实际使用寿命大约为3~5年,性能价格比理论上为铅酸电池的4倍以上。
下面再来说说它的缺点,磷酸铁锂电池的价格高于其他类型的电池,而且,电池容量较小,续行里程短,而且报废后基本上不能回收再利用,没有可回收价值。综上所述,磷酸锂铁电池在电动汽车上的应用,会使整体的成本提升,而且电池不可回收利用,这样会造成资源的浪费和消耗。
钴酸锂电池:TESLA的专属电池
TESLA电动车的电池采用了松下提供的NCA系列(镍钴铝体系)18650钴酸锂电池,单颗电池容量为3100毫安时。TESLA采用了电池组的战略,85kWh的MODEL S的电池单元一共运用了8142个18650锂电池,工程师首先将这些电池以砖、片逐一平均分配最终组成一整个电池包,电池包位于车身底板。
钴酸锂电池具有结构稳定、容量比高、综合性能突出、但是其安全性差而且成本非常高,主要用于中小型号电芯,标称电压3.7V。TESLA把这样的电池组合到一起,安全性就成了一个很需要关注的问题,TESLA的工程师在电池包内的保险装置分布到每一节18650钴酸锂电池,每一节18650钴酸锂电池两端均设有保险丝,当电池出现过热或电流过大时,保险丝会切断,以此避免因某个电池出现异常情况(过热或电流过大)时影响到整个电池包。那么,就此来看,钴酸锂电池虽然本身存在着缺陷,但是在TESLA的工程师的包装上安全性基本上可以忽略。显然,这样的解决方案还是很适合在纯电动汽车上发展。
从上面的表格里可以更加直观的比较几种用在电动车上的电池。钴酸锂电池组相对于其他的电池来说续航里程、电池总容量也相对于其他的电池要高,如果钴酸锂电池的安全性再提高一点,那么其在电动汽车上的推广便可以不仅在特斯拉上。电池技术目前仍在不断地进行着革新,目前三元锂电池的时代在慢慢到来(磷酸铁锰锂电池便是三元锂电池的一种),那么,电动汽车的发展,在未来还会不会受电池的禁锢呢?在小编看来,电池不会再成为电动汽车发展路途上的羁绊,最核心的问题正在慢慢的化解。
美国氢燃料电池供应商普拉格能源(PLUG)公布的二季度财报显示,当季实现营收1730万美元,同比增130.7%,超越分析师预期;实现净利润380万美元,合每股0.02美元,毛利率为17%。普拉格的高速成长或证明燃料电池产业化前景正在明朗,未来规模有望持续扩张。
华创证券在此前发布的研报中表示,氢燃料电池的技术问题和安全性等问题近两年获得全面突破,实现了技术的稳定性,从技术角度看,已经具备产业化的能力。突破主要体现在电池性能、寿命、成本等各方面。
2015年将是燃料电池乘用车的元年,丰田、本田、现代纷纷推出量产车,几大汽车集团通过与政府和能源公司合作积极推动基础设施的建设,燃料电池车进入市场导入期。制造成本是现在推广最大的问题,成本的核心在于规模,随着燃料电池车的产业化,技术已经成熟的情况下成本下降值得期待。
目前燃料电池组的制造成本约为1000 美元/kw,2015 年产业化顺利有望降到500 美金/kw,成本下降主要通过四种途径:1、量产;2、供应链的搭建3、提高性能。4、降低催化剂(Pt)的用量5. 国内配套体系逐渐完善,质子交换膜(东岳集团)、催化剂(贵研铂业)、碳板等均可国产。中国与国外的技术差距在5 年左右,半代产品差距。
电池技术路线的选择:技术路线上不存在竞争。产业化的速度,比锂电池要慢。从现在具备的能力看,燃料电池产业化仍然需要时间。但各个厂家现在对燃料电池的态度比较积极,投入很大,海外市场看似已经到了黎明,仍可能是个曲折的过程。近日国外研究人员得出一个奇妙的结论:大麻可用于制造廉价电池,充电时间非常短,且不易造成损耗。
据了解,研究人员做了一项实验,他们将麻类韧皮纤维通过两个阶段程序加热,从而制造出高效的碳电极。他们根据这种方法获得了一种富有与石墨烯有同等能源存储量的物质,且该物质的制造成本很低,且能承受极端的温度,可以是零下温度,也可以是华氏200度的高温。
大麻可用来制造廉价电池 供平板电脑等移动设备使用(图片来自engadget)
其中,最为重要的一个结论是,那些自然生长的大麻,将可作为成本低的能制造“与石墨烯有同等能源存储量”的物质的供应者。也就是说,在将来,我们可以用大麻,来制造廉价电池,应用到平板电脑、手机、汽车等设备上。
目前,加拿大一家公司已经在做这件事情,相信很快就会普及。而“大麻”这个被很多国家禁止的植物,正在悄悄走上“正道”。
近期,锂电池新技术方面消息不断,如比亚迪表示正在研发磷酸铁锰锂电池,其能量密度将较现有磷酸铁锂电池提升超过60%,达到三元材料水平,同时由于利用锰替代现有的钴、镍等高价金属,成本将大幅下降;LG集团旗下LG化学能源也正研发电动汽车电池,续航能力是目前市场上大部分电池的两倍。
业内认为,正极材料由于占制造成本比重超过40%且性能直接决定锂电池整体性能,将是锂电池技术突破的关键。
从行业发展路径看,在锰酸锂、三元材料逐步抢占传统钴酸锂材料市场份额以及磷酸铁锰锂技术不断成熟背景下,锰系产品在正极材料中的应用比例提升趋势明显,结合我国电解锰产能全球占比超过90%,技术方向符合我国产业特点。
A股公司中,湘潭电化(002125)锰酸锂专用电解二氧化锰的技术水平不断提升,销量呈逐年上升的趋势;红星发展(600367)中报显示,高纯硫酸锰受下游锂电池产业快速发展影响,产销量大幅增长。