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新能源车革命深入推进 锂离子电池继续“扛旗”

尽管当前新能源汽车销量占全球汽车销量的比重还很低,但新能源汽车发展大潮已经形成。部分国家已经出台了燃油企业退出时间表,各大汽车生产企业均将新能源汽车视为战略重点,新能源汽车展品在各大车展中的比例和重要性快速提升,一场以纯电动汽车为引领的新能源汽车革命已经开启。

锂离子电池推动新能源汽车革命1.0新能源汽车之所以能够在近几年出现爆发式增长,除各国政府不遗余力支持之外,锂离子电池的推动作用不可忽视。纯电动汽车的三大核心部件——电池、电机、电控,其中对纯电动汽车成本、续航、安全性等影响最大的就是电池。实际上,纯电动汽车早在上世纪初就出现,也就是我们现在还能在部分城市见到的有轨电车、无轨电车,只能沿着固定路线行驶。

锂离子电池成为了这场新能源汽车革命的“举旗者”,可以说没有锂离子电池,就没有当前纯电动汽车的发展速度。经过多年的发展,锂离子电池技术持续进步,电池容量、充放电速率、循环寿命等指标已经能够基本满足纯电动汽车需求,规模化、标准化生产能力使得锂离子电池成本快速下降,为纯电动汽车快速推广奠定了坚实基础。

之所以说“锂离子电池推动新能源汽车革命1.0”,是因为目前有关新能源汽车的革命尚不彻底,离人们的期望值还有较大距离,突出表现为:

随着技术的不断成熟,动力锂电的性能不断提升。以动力锂电作为动力源的电动汽车续航里程已由当初的不到100公里增长至当前主流的300公里左右,个别车型的续航里程突破了500公里。但是,与当前燃油汽车的主流行驶里程500公里相比还有一定差距。另一方面,对于目前续航里程300公里的主流电动汽车,动力锂电的重量占车重的一半左右,这也在一定程度上影响了电动汽车的续航里程。

行驶里程短可以通过大范围、密集的充电设施予以解决,但动力锂电充电较慢成为电动汽车更大的制约。正常速度下,电动汽车的动力锂电完全充满需要4到8个小时。如果加快速度的话,可以在1到2小时内充满,但会影响到动力锂电的性能及寿命。

新能源车还有诸多难题待解

其他方面,包括价格偏高、安全事故等上述这些问题的存在,都与锂离子电池息息相关,凸显了锂离子电池在比能量、安全性等方面的弱点。在上述问题没有得到彻底解决之前,新能源汽车革命难以实现最终目标(面取代燃油汽车)。

与此相比,消费电子产品变革就快太多了,所需时间从原先几十年到现在数十年、甚至是数年,从CRT电视到等离子体电视再到液晶电视,从模拟电话到功能手机再到普及的智能手机,从台式机到笔记本电脑再到平板电脑,零零总总难以详述。汽车领域上百年都未发生革命性变化,主要是以下三方面原因:

汽车作为一种高速的交通工具,具有很强的公共属性,因此确保安全性是前提条件。在现有非常成熟的燃油汽车生产体系下,每一款新产品(也就是在原有汽车产品框架下)的出现都是需要经过数年的研发、十万公里的路途测试、经历成百上千次的安全碰撞测试,最后通过验收后才能量产。

二是动力电池相关技术进步偏慢,难以满足纯电动汽车需求。而锂离子电池从商业化到现在也超过了25年,目前也仅仅是初步的满足了电动汽车的要求。尽管现在各种电池技术在快速进步,包括石墨烯电池、柔性薄膜电池、新型铝离子电池等噱头十足的新电池技术,但大多处于实验室研究阶段。

随着汽车规模化生产和市场竞争加剧,燃油汽车的价格持续下降,但从大多数家庭收入和汽车价格来说,购买汽车不仅仅是代步工具,还是一种固定资产投资。

燃油车淘汰的时间普遍较长

综合来看,新能源汽车革命要取得成功并不容易,除了动力电池、充电速度等自身技术要取得突破之外,还需要各国以及各大企业加快基础设施建设,以及突破传统燃油汽车生产体系形成的阻力。

在新能源汽车革命2.0阶段,新能源汽车使用便捷性和性价比将大幅提升,锂离子电池继续成为动力电池主流选择,高举新能源汽车革命的旗帜,主要基于以下考虑:

固态电池实现产业化尚需时日

另外,尽管纳米制备技术已经比较成熟,但制备某种特定结构的纳米材料还无法实现规模化生产。

从吸引的投资来看,近两年来全球在锂离子电池方面的投资超过了2000亿元,将进一步加快锂离子电池技术进步和成本降低。而就算是丰田放开了氢燃料电池技术专利,能够吸引的投资仍十分有限。

性价比决定电池市场走向。影响电池性价比的因素包括成本、续航里程/时间、使用寿命/充电次数等,综合来看,在智能终端、电动汽车等应用领域,锂离子电池的性价比明显高于其他类型电池以及新型电池。

因此,尽管金属燃料电池包括最近热炒的新型铝离子电池在比能量以及使用寿命上都比锂离子电池更具优势,但关键在于尚未实现规模化量产,许多难题尚待克服。

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