17年专注锂电池定制

锂电池技术路线多元化 三元日益受宠

来源:钜大LARGE    2019-09-18    点击量:11

未来,动力电池的发展趋势必定是三元电池为主流,多条技术路线共同发展。对于企业来说布局两条,甚至多条技术路线进行研发生产已成为越来越多企业的共同选择。


7月6日,工信部发布了第297批获得许可的《道路机动车辆生产企业及产品》目录。据统计,共有227款新能源车进入,其中包含71款改装车型和27款底盘。


在227款新能源车型中,搭载磷酸铁的车型共有110款,占比48.5%;而搭载三元材料电池的车型有57款,占比为25.1%;搭载的车型则有39款,占比17.2%;搭载的车型有3款,占比1.3%。另外,还有18款车型未注明具体电池类型。


动力电池路线呈多元化


显然,目前动力电池市场主要分为四种技术路线,分别是:磷酸铁锂、三元电池、钛酸锂、锰酸锂。除此以外,氢燃料电池也逐渐受到市场青睐,5月2日工信部发布的第四批目录和6月2日工信部发布的第五批目录中,分别有两款燃料电池入围。


鼎盛彩票官方网站从目前动力电池的发展趋势来看,一方面已基本可以确定动力电池的发展方向为;另一方面动力电池的研发方向呈多线路共同推进的局面。虽然动力电池在技术路线上呈现“百花齐放”的状态,但对主流市场的争夺却是由来已久,谁能胜出暂时不得而知。


国家新能源汽车技术创新工程专家组组长王秉刚指出,现在市场上应用的技术都有可能被淘汰,还说不清楚哪项技术可以稳定下来,谁能够掌握创新的主动权,谁就有可能掌握未来动力电池的命运。


多种路线共同推进


鼎盛彩票官方网站珠海银隆董事长魏银仓指出,动力电池应遵循五角星理论,即长寿命、耐宽温、高可靠、功率能量密度兼顾、多功能,同时低成本也至关重要。这些动力电池的性能指标,是所有锂电池企业的共同追求。


但是目前为止,还没有出现哪一种电池在所有性能上均超越其他同类电池,因此在市场应用上各条技术路线互有优劣,都有其市场根基和主要应用领域。


鼎盛彩票官方网站首先来看三元电池,电池容量大和能量密度高是其最大的优势,能有效缓解乘用车消费者对电池的里程焦虑,也让三元电池在乘用车市场一家独大,在专用车领域的市场份额也不断提高。


尽管三元电池在比能量方面的优势非常突出,但因热稳定性差带来的安全问题的短板同样显著。6月11日,山东省日照市一辆撞击护栏后发生火灾,目前事故原因正在调查中。


而此前,特斯拉已发生数起火灾事故,包括4月底,广州一辆特斯拉ModelX在高速路上被烧得只剩骨架;3月初,也有微博用户爆料,位于上海金桥特斯拉超级充电站的两台ModelS也发生了起火事故。导致以上事故无论是内因还是外因,都表明即便是特斯拉这样的技术引领者也无法做到完全消除三元电池的火灾隐患。


尚且如此,其他造成的火灾事件更是层出不穷,所幸还没有造成集体伤亡。因此,尽管在今年初工信部就解除了三元电池应用于客车的限制,但在已发布的1~6批推荐目录中,客车车型的配套电池依然将三元电池基本排除在外,作为商用客车的应用要素,安全性毕竟是摆在第一位的。


三元电池安全性待提升


其次来看磷酸铁,作为国内最成熟的技术路线,磷酸铁锂凭借高安全、高循环的性能优势,一度主导国内市场。但随着新能源产业的推进,市场发展趋势开始向高能量密度转变,而磷酸铁锂的能量密度已基本达到理论上限。因此,磷酸铁锂能量密度低的缺陷日渐突出,逐渐退出主流市场。


目前来看,磷酸铁锂在与三元电池的竞争中,在专用车市场节节败退,在乘用车市场完全退出。虽然在客车领域仍然是磷酸铁锂的天下,不过磷酸铁锂低温性能差的缺陷,也限制了磷酸铁锂在冬天的使用和在北方市场的推广,给了钛酸锂和锰酸锂瓜分客车市场的机会。


再来看锰酸锂,其主要应用于插电式混合动力客车市场和少部分纯电动客车市场,锰酸锂安全性高和成本低的优势完全能契合商用客车的市场需求,在纯电动客车市场,相比于磷酸铁锂具有的低温性能好的优势,让锰酸锂能在北方客车市场立稳脚跟。然而,高温性能差的缺陷也限制其在纯电动客车市场的进一步扩张。


插电式混合动力客车由于对电池的使用性能要求不高,因此电池价格在市场竞争中就显得尤为重要。星恒研发总监程凯指出,锰酸锂材料本身就具备突出的成本优势,随着国内新能源汽车蓬勃发展,原材料均大幅涨价,碳酸锂、六氟磷酸锂、镍、钴,铜无一幸免,而仅有锰酸锂主要材料二氧化锰价格稳定。


鼎盛彩票官方网站最后来看钛酸锂和燃料电池,目前这两类电池都仅少量应用于纯电动客车市场,但发展市场迅猛且市场潜力巨大。国内快速发展离不开珠海银隆的快速崛起,2010年5月珠海银隆完成对美国奥钛纳米技术有限公司的收购,为珠海银隆奠定了技术支撑。


2016年12月董明珠以个人的名义投资珠海银隆,为珠海银隆打开了市场局面。相比于其他技术路线,钛酸池在安全性、循环寿命、耐高低温和充电时间上的性能都远超其他技术路线,但是却也面临能量密度低和成本高的缺陷。不过魏银仓表示,通过持续的创新研发珠海银隆钛酸锂电池的能量密度将超过磷酸铁锂电池,市场潜力未来将进一步增强。


珠海银隆客车


鼎盛彩票官方网站氢燃料电池能从根本上解决的性能不足,完全消除用户对安全性和能量密度等电池性能的焦虑,不过燃料电池同样面临成本高昂、加氢站建设困难、氢燃料存储不易等现实困境。同时相比于国外,国内市场起步较晚,还需经历一段市场酝酿期来进行技术储备。


当然,即便是电池性能的缺陷部分,也能满足应用于市场的最低技术指标,随着电池技术的不断提升和新能源汽车产业的整体推进,各种技术路线的性能缺陷也将逐渐被弥补。例如随着PACK的系统管理技术的进步,能逐渐缓解电池安全性问题;快充技术进步,能逐渐缓解电池能量密度低的问题;而国内电池每4年能量密度提高一倍成本降低一倍等等。


取代磷酸铁锂三元有望成主流


鼎盛彩票官方网站杉杉能源董事长李智华指出,对于企业来说,研发最大的问题是方向不能选错。2017年是中国新能源汽车发展进入拐点,一系列新政策的调整,其内容核心无一不指向动力电池高能量密度的发展方向,高比能量的三元电池自然成为市场宠儿。


2016年的工信部“暂停三元锂客车列入目录事件”,似乎让磷酸铁锂企业产生磷酸铁锂会一直繁荣下去的错觉,毕竟看起来短时间内磷酸铁锂路线仍能继续获得政策支持。然而时移世易,2017年新推荐目录对电池能量密度的标准提高,让这份信心碎了一地;不少企业纷纷感慨风向转变来得太快。


政策的转变依托于市场的需求,市场驱动植根于客户需要,更高能量密度的三元电池实质是消费者的选择。我国三元技术起步较晚,技术水平较低,随着三元电池成为市场主流,三元电池的研发进度将不断提速,相比于磷酸铁锂,其优势将不断凸显。


鼎盛彩票官方网站磷酸铁锂在未来市场劣势主要体现在两方面,第一是丢失新能源汽车主流市场。目前磷酸铁锂的应用市场主要在纯电动客车市场,而据2016年的数据显示,在客车市场电动大巴已占到近90%的市场份额,市场成长的空间越来越小。


三元电池市占率稳步提升


反观三元电池的乘用车市场,2017年第一季度新能源乘用车销量占到整体销量的91.6%,新能源乘用车已经成为名副其实的市场主流,同时从市场潜力来看,仍有巨大的市场空间可供挖掘。


鼎盛彩票官方网站第二是能量密度成发展趋势,一方面续航里程和充电难题,作为用户最大的焦虑,直接影响消费者的购车意愿,而新能源产业要想进一步打开市场,关键就在于提高能量密度。


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