全世界都因此忙碌起來 淺談車用電池組技術

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昨天(2019年3月6日),上汽集團董事長陳虹在兩會上代表上海代表團開放團組發言,建議免征新能源汽車購置稅政策延續至2025年。同時在時隔千里的日內瓦車展上,賓士、BMW以及Jeep等多家車企都展示了自家的新能源車型。由此可看,不僅僅在中國,全世界都開始向電動或者插電式混動等新能源車型拋出橄欖枝。而作為新能源車型最重要的零件——電池組,到現在究竟發展到什麼狀態了,小編今天為您介紹一番。

EV Sales最近公布的全球電動車銷量數據顯示,2019年1月份全球電動車登記註冊量達到153695輛,同比增長83%,其中純電動車型銷量同比增速更是暴漲143%。而這其中,中國品牌又占據了絕大多數市場份額。就拿2019年1月份的銷量來看,比亞迪元EV、寶駿E100、比亞迪唐新能源、吉利帝豪GSe等車型都在銷量方面有了新的突破,比如表現最好的比亞迪元EV車型,其單月銷量就突破了1萬輛。

得利於新能源車型的銷量暴漲,電池廠家的淨利潤也得到了很好的保證。就拿國內電池企業老大寧德時代來說,其2018年營收達296.11億元,淨利潤達35.79億元。而像國軒高科、欣旺達以及億緯鋰能都有8.5億、7.04億以及5.71億的淨利潤。在當下的經濟市場狀態下,能有這樣表現的企業實在少之又少。

也正是看到了電池行業的高利潤和可發展性。隸屬荷蘭皇家殼牌集團的殼牌新能源公司,也於今年1月收購了電動汽車初創公司Greenlots。就像Plugin America(一個倡導電動車的聯盟)項目總監Eric Cahill說的一樣:「傳統企業正在積極謀求發展,石油和天然氣公司已經認識到電動汽車發展是不爭的事實。」

時至今日,部分研發企業已經獲得了初步的成效。總部位於美國馬薩諸塞州的半固態電池研發企業24M就是一個例子。就在今年的2月份,24M對外宣布,其已經開始向合作夥伴交付了可以用於商業目的的高能量密度半固態鋰電池。據悉,這批半固態電池的能量密度超過280Wh/kg,比目前最先進的電池組高出了10%以上。要知道,國內較好的電池組能量密度在180Wh/kg,而最先進的電池組能量密度也僅僅達到了250Wh/kg。

這種半固態電池是指電池中任一側電極不含液體電解質,另一側電極含有液態電解質。而據24M介紹,這種半固態鋰電池未來能量密度完全可以達到350Wh/kg,甚至有潛力超過400Wh/kg。假如真像24M說的這樣,那以後電動車電池組的重量完全可以做到現在的三分之一,或者更低。

更值得驕傲的是,這種半固態電池是由蔣業明博士在美國麻省理工學院材料系任教期間研發的。而蔣業明博士與國軒高科又有著千絲萬縷的聯繫(具體的您可以百度)。所以,這樣的技術未來在國內將有更廣泛的發展。據稱,這種半固態鋰電池單位體積傳遞電力是目前電池的10倍,而成本僅為目前鋰電池的三分之一。

而在電池的充電速度方面,日本東芝也給了消費者更強的信心。其研發的SCiB(超級電荷離子電池)可以在6分鐘的時間充大約320公里的的里程,並且新電池組相比目前電池壽命更長,長時間使用後衰減更小。

雖然東芝在近幾年一直在走下坡路,但其很有可能憑借著新電池技術扭轉現在被動的局面。據介紹,該電池使用了稀有金屬「鈮」的氧化物來作為電池的負極材料之一,從而做到電池的高容量。 「鈮」作為汽車鋼材中的「添加劑」,其最大的特點就是耐久性。也正是如此,即便該電池組重復充電/放電5000次,其容量衰減也不會超過10%。並且由於超級電荷技術已經研發了近10年之久,所以東芝計劃在2020年開始大規模生產這種新的電池組。

雖然前路漫漫,但越來越多的企業開始對電池組進行深度開發,最後的結果就是電池成本越來越低,性能越來越好。就像10多年前的汽車技術,當時,BMW品牌比較看好四氣門結構,並在自家車型上逐步推廣。而當時的賓士依舊堅持三氣門結構(比如當時的賓士S320),而奧迪品牌卻另辟蹊徑(比如當時的奧迪A6),研發出五氣門結構,最後結果驗證了BMW在氣門設計方面走了最正確的道路。以至於現在,不管是賓士或者奧迪,都回歸到了4氣門結構。

雖然賓士和奧迪都「走錯路」,但最後的結果使得現如今絕大多數車型都會使用四氣門結構,不僅動力性能得到提升,同時成本也下降明顯。現如今的各家電池生產企業就像當年的賓士、BMW,只不過研發的技術換成了電池組。所以就各大車企來說,都開始研發自己的電池組未必是壞事,而對於老百姓來說,各大車企的競爭帶來了行業的快速發展,最後受益的只有消費者。小編相信,未來電動車在電池組方面會得到明顯突破,並且價格也會越來越低。

距焦觀點

可以看出,全世界都在著手研發新能源汽車,不管是政策還是新能源技術,起步稍早的中國企業已經在這條路上占據了頭籌。小編相信,過不了幾年,國內消費者會優先享受到國際先進水平的新能源車型。

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