鉅大LARGE | 點擊量:228次 | 2023年08月15日
動力鋰電池的續(xù)航焦慮
1月16日,第七屆中國電動汽車百人會論壇上,百人會副理事長、中科院院士歐陽明高在演講時說了一句:
如果某一位說,它(指車)既能跑1000公里、又能幾分鐘充完電,而且還特別安全、成本還非常低,那大家不用相信,那是不可能的。
一些傳播者為了讓擊鼓傳花跑得更快,一轉(zhuǎn)手加工,原話變成了如果有人告訴你,這個車能跑1000公里,幾分鐘充滿電,還很安全。以目前的技術(shù),他一定是騙子。
好巧不巧,那天的百人論壇上,一些企業(yè)恰好展示了自己在汽車電池方面的技術(shù)突破和未來前景。更早幾天,股價飛了天的蔚來也開了新車發(fā)布會,其中的最激動人心的技術(shù)宣傳,就在于新車搭載的固態(tài)電池上,并附帶以下關(guān)鍵詞:快充續(xù)航超1000公里更安全。
正常人的腦洞瞬間就把他們硬湊到了歐陽院士的槍口--他們不會就是院士說的騙子吧?
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
只有歐陽院士本人覺得委屈,就技術(shù)論技術(shù),這個鍋我可不背。
更何況,如果翻閱當天歐陽院士的完整講話,就會發(fā)現(xiàn)他對于中國新能源車的前景極其看好,他的PPT上寫道:
只有實現(xiàn)新能源汽車大規(guī)模發(fā)展才能實現(xiàn)新能源革命,只有實現(xiàn)新能源革命才能實現(xiàn)中國碳中和目標。
換言之,歐陽院士心里巴不得老百姓趕緊用上充電幾分鐘、續(xù)航1000公里又安全的電動車。
畢竟,科學家的使命是研發(fā),又不是打假。
只可惜,傳播學的游戲規(guī)則不是這么玩的,技術(shù)上是不可能哪有這個人是騙子更具傳染性。
但也怨不得人們對于騙子一詞敏感。
從樂視首開PPT造車的風氣以來,一些企業(yè)在做產(chǎn)品宣傳時,無論是汽車還是電子產(chǎn)品,在這個越硬核越能發(fā)光的時代,都樂得先講些技術(shù)方面的好消息。
至于好消息什么時候發(fā)生,就顯得不那么重要了。
而且資本市場也給足了面子,蔚來發(fā)布會后,與固態(tài)電池相關(guān)的企業(yè)股價飛漲,而依舊遵從原來生產(chǎn)方式的公司股價應(yīng)聲下跌,看得人云里霧里。
信還是不信?歐陽院士的觀點恰好在對的時間撥開了這層迷霧。
這場鬧劇,隨著各大企業(yè)的辟謠和專業(yè)解讀,慢慢也將告一段落。
不過有個教訓還是值得吸取,汽車畢竟是除了房子以外最大的耐用消費品,而新能源汽車勢必將成為我們以后生活中不可或缺的選項。未來這個車到底要怎么買,怎么才能看破PPT上的玄機,如何做出正確的消費決策或投資決策?
借由這個機會,小巴列了6道問題,問了兩位汽車領(lǐng)域的資深專家,希望他們的回答能夠幫助各位更了解電動汽車,尤其是在動力電池方面的發(fā)展情況。
PPT上得來終覺淺,須知此事要躬行,今天就從電池開始。
Q1、固態(tài)電池與液態(tài)電池有哪些具體的區(qū)別?
張健
建約車評編輯
簡單說,固態(tài)電池與現(xiàn)在我們熟悉的液態(tài)電解質(zhì)鋰離子電池,都屬于鋰電池的范疇,運行原理都一樣,鋰離子在正負極之間嵌入和脫出的過程,就是電池充電和放電的過程。
不同在于,當前所用的鋰電池,電解質(zhì)為液態(tài)。固態(tài)電池的電解質(zhì)為固態(tài)。而之所以要用固態(tài)電解質(zhì),最重要的原因是追求更高的能量密度。如何實現(xiàn)更高的能量密度?通過提高正極和負極的比能量。當前的鋰電池,負極為石墨材料(碳),通過在石墨負極中添加硅,能提高負極的比能量;再下一步,是用硅完全替換石墨;再再下一步,是用鋰金屬做負極。
要用鋰金屬做負極,需要把液態(tài)電解質(zhì)(即電解液)替換成固態(tài),這是因為鋰金屬非常活躍,無法容忍和電解液接觸,而更惰性的固態(tài)電解質(zhì),則可以在與鋰金屬的接觸中保持穩(wěn)定。所以,人們追求固態(tài)電池,實際上是在追求鋰金屬做負極的電池。
以上所說的鋰金屬固態(tài)電池,我們可以稱之為全固態(tài)電池。它的實現(xiàn)可以說還很遙遠,按照目前公開的實驗結(jié)果,部分企業(yè)只在電池單層疊片層面(比電芯還要小)實現(xiàn)了很好的性能,這距離真正的電池包裝車、通過車規(guī)級的各項測試驗證,還有很長的路途。
測試驗證通過后,還需要確保這樣的電池能夠大批量、高效率生產(chǎn),能夠降低成本,這些動作都還沒有做,因此它和當前的電池成本相差多少,無從談起。
賈新光
中國汽車流通協(xié)會常務(wù)理事
目前,全球沒有已實現(xiàn)可以商業(yè)化裝車的固態(tài)電池。之前歐洲和日本對固態(tài)電池的研發(fā)寄予了很大的希望,原先預期是2020年可以出來,但目前還存在一些問題,比如穩(wěn)定性的問題、安全性的問題、成本高的問題等等。
2020年12月10日有媒體報道,特斯拉宣布它的固態(tài)電池能量密度達到現(xiàn)有鋰離子電池的4倍,15分鐘充電80%,但即便已經(jīng)有了這個技術(shù),也預計要在2024年才正式投入生產(chǎn);國內(nèi)來說,國軒高科預計是在2021年開始生產(chǎn),2025年才能生產(chǎn)出高密度的固態(tài)電池;當升科技表示是固態(tài)電材料得到了用戶認可,但沒有說電池的投產(chǎn)計劃。
總之大家的對外表述都很模糊,反映出我們在這方面的研究有一定進展,但遠沒有到投入實用的地步。
Q2、作為消費者,需要了解的知識點有哪些?如何避免自己被這類技術(shù)噱頭忽悠?
賈新光
中國汽車流通協(xié)會常務(wù)理事
企業(yè)的宣傳從來就存在一點水分,更何況有的企業(yè)會做虛假、夸大的宣傳,比如蔚來此次所謂的固態(tài)電池,其實是半固態(tài)電池;一些新技術(shù),在沒有得到市場考驗的情況下,很難保證性能和質(zhì)量。一些真正決定用戶實際使用體驗的東西,也需要消費者在購買時多加考慮,不要盲目追新。
張健
建約車評編輯
作為消費者,可以把全固態(tài)電池和半固態(tài)電池當作兩種產(chǎn)品來看待。
例如近期蔚來所提的固態(tài)電池,實際上遠不是固態(tài)電池,因為它的負極并不是鋰金屬,而是繼續(xù)采用石墨基礎(chǔ),可能會添加一些硅,再在液態(tài)電解質(zhì)中加入一些凝膠狀的材料,總之目的是提高電池的能量密度,是對當前電池的一種改良,而不是真的固態(tài)。
消費者可能不容易理解二者的區(qū)別,但只要能夠明確:
①是不是全固態(tài)?
②是不是鋰金屬負極?如果二者都不是,那么可以斷定這不是顛覆性的技術(shù),只是改良。
改良不見得是忽悠,但有些時機或者場景下,確實容易給人一種搞噱頭之嫌。
Q3、中國在汽車電池領(lǐng)域大致水平如何?
張健
建約車評編輯
在電動汽車所用的動力電池領(lǐng)域,中國處于世界領(lǐng)先水平。
1.從能量密度層面,寧德時代NCM811三元電池,基本接近全世界最高水平(240Wh/kgvs260Wh/kg)。
2.從成本方面,寧德時代和比亞迪,分別在三元電池和磷酸鐵鋰電池,處于全世界最低。
3.從市占率來看,2020年寧德時代第一、比亞迪第四,前九名當中有五家中國公司。
4.世界范圍看,前幾年的領(lǐng)先者一直是松下,但2020年LG裝機量大幅增長,超過了松下,且威脅到了寧德時代的位置。
與寧德時代相比,LG的國際市場份額較為均衡,在歐洲有很大的占比;但未來幾年寧德時代也會在歐洲建廠、開拓市場,預計幾年之內(nèi)二者會持續(xù)爭奪第一的位置。
更長期來看,特斯拉會在動力電池領(lǐng)域成長為超級玩家--當前特斯拉還沒有開始自己生產(chǎn)電池,但是已經(jīng)在試生產(chǎn),并且隨著其電動車銷量不斷增長,特斯拉已經(jīng)把松下、LG、寧德時代三家都拉入了自己的電池供應(yīng)商行列(2020年之前只有松下一家供給特斯拉)。
未來幾年,特斯拉會繼續(xù)從這些廠商大量采購電池,并逐漸建設(shè)自己的自產(chǎn)電池能力。
Q4、現(xiàn)階段有哪些續(xù)航焦慮?
張健
建約車評編輯
里程焦慮,可分為三方面來看:
1.電池能量密度低,導致電動車續(xù)航上不去,造成里程焦慮;
2.充電速度慢、時間長、找充電樁不方便,導致電動車用戶焦慮;
3.冬天電池衰減嚴重,實際里程比理論里程縮水嚴重,所以焦慮。
其實,2020年,很多主流的電動車產(chǎn)品已經(jīng)達到了600-700km續(xù)航里程,這已經(jīng)接近了燃油車的續(xù)航能力。所以,雖然電池的能量密度需要不斷提升,但目前電動車續(xù)航已經(jīng)接近了與燃油車抗衡的水平。
充電慢、充電難,則需要一邊建設(shè)更多充電樁,一邊研發(fā)更先進的充電技術(shù),讓10分鐘充80%成為現(xiàn)實。
Q5、制約電動車走向更廣泛應(yīng)用的限制還有哪些?
張健
建約車評編輯
除了續(xù)航焦慮之外,電動車需要更低的成本--因為用電本身比用油便宜。如果同樣級別的電動車價錢達到了與燃油車持平,那么最廣大的基盤市場即普通百姓的用車,自然會選擇更經(jīng)濟的電動車。電動車成本下降,主要是電池成本的下降。行業(yè)普遍預測,2023年左右,電動車的價格能降到與燃油車持平的水準。
解決了里程問題、解決了經(jīng)濟問題,再加上電動車本身的駕駛操控優(yōu)勢、智能化優(yōu)勢,其對燃油車的替換將會迎來非常迅猛的勢頭。這將會在2025年之前發(fā)生。
賈新光
中國汽車流通協(xié)會常務(wù)理事
首先,電池重量是一個很大的問題。
舉個例子,如果一輛車的續(xù)航里程要達到1000公里,那么就需要裝載一噸半的電池。一噸的自重加一噸半的電池,這就太重了,等于背著電池跑路。而且電池裝得越多越貴。
國內(nèi)在汽車的輕量化方面做得很差,車身減輕,同樣的電池就可以多跑路程,還可以多裝電池,就能跑得更遠。特斯拉采用鋁車身,有些地方采用碳纖維來減輕車重,國內(nèi)還是傳統(tǒng)的鋼板車身,自重很大。
另一個核心的突破是要提高電池的能量密度,同樣重量的電池,能有更長的續(xù)航。發(fā)展固態(tài)電池的目的就是要提高能量密度。
第三要降低價格。舉個例子,一輛20萬的車,10萬買的是電池,續(xù)航里程長,電池裝得多,價格就更高。
Q6、資本、企業(yè)、政府各自扮演了什么樣的角色?
張健
建約車評編輯
企業(yè):
1.造車新勢力:互聯(lián)網(wǎng)基因,追求創(chuàng)新,軟件驅(qū)動,包括特斯拉也可以歸入此類。它們扮演了鯰魚角色,驚醒百年傳統(tǒng)的汽車行業(yè)。
2.傳統(tǒng)車企:面臨巨大的轉(zhuǎn)型壓力,需要打造全然不同的產(chǎn)品,首先要重構(gòu)自己的組織、文化、流程。預計傳統(tǒng)車企會加速淘汰、頭部聚集。
3.科技企業(yè):蘋果、華為、百度,甚至滴滴、小米、阿里、騰訊、美團……因為互聯(lián)網(wǎng)的下一場革命在車機,所以這些中國的科技企業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)巨頭,都不會坐視這場智能電動車的變革而不顧,但其中可能只有一兩個可以突圍。
政府:
過去10年里已經(jīng)用電動車補貼政策、雙積分政策等,讓我們建立了當前世界上最大的電動車市場,以及相關(guān)零部件產(chǎn)業(yè)鏈。未來補貼基本退坡完畢,政府的角色主要還是宏觀政策調(diào)控,例如限購政策、碳積分政策等,來影響企業(yè)的研發(fā)和轉(zhuǎn)型,影響消費者的購買行為。
資本:
個人看法,過去幾年的互聯(lián)網(wǎng)造車狂潮,招引了不少的資本加入,但事實證明唯有頭部幾家能夠突出重圍,取得下一場競賽的入場券??赡茉谖磥韼啄昀?,對資本方來說最重要的仍然是選對人--選擇正確的組織,能夠進入智能電動車和自動駕駛競爭的車企,最終數(shù)量一定會大大少于今天中國的車企數(shù)量。
賈新光
中國汽車流通協(xié)會常務(wù)理事
國家、企業(yè)一直都不遺余力地在推動新能源汽車的發(fā)展,但是配套方面還是落后。有些地方建立了一些充電樁,但是管理不善,無法使用,純粹擺樣子。
在聲音混雜的時候,一些權(quán)威的機構(gòu)、專家或者媒體,要出來說話,澄清事實,講清概念,讓大家更清醒。1月16日新能源汽車百人會論壇上,歐陽明高院士提出的一些看法,就是起到了這個作用,他告訴人們對于這一領(lǐng)域出現(xiàn)的新技術(shù)新概念要有更科學的認知,不要受騙。
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