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10年翻6倍,新能源电池能量密度天梯

随着比亚迪基于磷酸铁锂技术的“刀片电池”发布,以及特斯拉与宁德时代商讨“无钴电池”事件的曝光,再一次将已被乘用车领域“抛弃”的磷酸铁锂电池拉回到人们的视线中。随之而来的是众多关于今后动力电池路径选择的猜忌。

暂且不说未来电动车动力电池路径如何的选择,纵观动力电池发展至今,无论是选择三元锂电池还是磷酸铁锂电池,最关键的决定因素之一便是“电池能量密度”,这也将继续影响未来动力电池技术路径的选择。那么,国内市场上电动车的动力电池的能量密度是如何发展的呢? 今天,头条君带大家盘点一番。

在盘点之前,我们先明白电池能量密度的一个概念,即电池平均单位体积或质量所释放出的电能。而对于电动车动力电池的能量密度常常指向的是两个不同的概念,一个是单体电芯的能量密度,一个是电池系统(电池包)的能量密度。电芯能量密度指的是一个电池系统的最小单元;电池系统能量密度是指单体组合完成后的整个电池系统的电量比整个电池系统的重量或体积。

本文中所比较都是电芯能量密度,之所以只看电芯,不看电池包,是因为电池包是由车企自己设计,而电芯才是电池技术的真正体现。

首先要说的是比亚迪,这是中国电动汽车领域的大人物。随着政策的发展,比亚迪加快了新能源汽车的发展,自主研发了磷酸铁锂电池。比亚迪在2010年推出了首批配备比亚迪磷酸铁锂锂电池的车型e6,能量密度为90Wh / kg。

随着技术的升级,磷酸铁锂锂电池的能量密度逐渐提高。 2015年,磷酸铁锂锂电池的能量密度增加到125 Wh / kg,随后增加到135 Wh / kg。目前,比亚迪磷酸铁锂电池的电池能量密度为160Wh / kg,比亚迪计划继续将电池的能量密度提高至180Wh / kg。

尽管磷酸锂铁电池的技术正在不断改进,但要满足高电动汽车的行驶里程,也难以实现更高的能量密度。结果,比亚迪开辟了两足步行模式,没有放弃磷酸铁锂电池的研发,也开始了三元锂电池的研究。比亚迪的Qin 100,Tang 100和Song DM等插电式混合动力车已开始使用三元锂电池。

2019年推出的比亚迪Tang ev600中使用的三元锂电池密度已经达到235Wh / kg,这也是比亚迪目前生产的三元锂电池的最高能量密度。预计今年将达到300Wh / kg。

除了比亚迪,我还要说中国领先的动力电池公司宁德时报。 2014年,华晨宝马与宝马合作推出了首款车型,这使宁德时代成名。当时,BMW 1N电池的能量密度约为89Wh / kg。从那以后,宁德时代的电动汽车技术发展取得了飞速的进步,可以说已经超过了日本和韩国的动力电池公司。

就磷酸铁锂锂电池而言,宁德时代电池的能量密度已达到160Wh / kg以上。就三元锂电池而言,宁德时代有三种主要类型的电池,即NCM 523,NCM 622和NCM811,其能量密度为160-200Wh / kg,230Wh / kg和270Wh / kg。

我们市场上的主流电动汽车使用的是宁德时代的电池。例如,MG ezs使用的是宁德时代的NCM 523电池,其电池密度为161Wh / kg。同样,Lavida还使用NCM 523电池,电池密度为189Wh / kg。广汽新能源川汽GE3使用宁德时代NCM 622电池,电池能量密度为217Wh / kg。

值得一提的是,宁德时代在宝马X1PHEV和广汽新能源的Aion S中生产的NCM 811动力电池极大地提高了电池寿命,电池的能量密度为235Wh / kg。将来,帝豪GSe和东风风神电气也有望配备NCM时代的NCM 811电池,以达到高耐用性标准。

除了配备宁德时代电池的车型外,国内动力电池市场上最抢眼的特斯拉Model 3将于2019年实现量产,并于2020年交付。据报道,其电池单元的能量密度为300Wh / kg。使用的电池是21700电池。

回顾特斯拉动力电池能量密度的发展,可以用快速的进步来描述。从2008年生产的第一款电动汽车Roadster开始,电池的能量密度为55Wh / kg,第二批次的电池在2012年6月交付。当时的ModelS生产模型的电池能量密度约为200Wh / kg,到2015年,它将交付第三款模型生产模型ModelX,其电池能量密度约为250Wh / kg,而Model3现在达到300Wh / kg。

随着高能密度电池的不断研发,电动汽车的续航里程也在不断增加,特斯拉已逐渐成为电动汽车的全球领导者。

除特斯拉外,位于欧洲和美国的汽车公司也已将电动汽车引入中国市场。 2013年,通用汽车将其雪佛兰电动车型Volanda引入中国市场。 LG Chem当时的LG Chemical使用的电池的能量密度为140Wh / kg。

此外,日产LEAF也已在中国市场推出。日产LEAF是世界上第一批量产的电动汽车。 2015年雷锋电池的能量密度约为157Wh / kg。达到224Wh / kg时,增加约20%。

标题说:

从以上清单中可以看出,电池密度在短短5年内几乎翻了一番,这表明消除速度很快。但是,电池的能量密度市场仍然有更高的要求。在《节能与新能源汽车技术路线图》中,特别提出动力电池的能量密度将在2020年达到300Wh / kg,到2025年达到400Wh / kg,到2030年达到500Wh / kg。在工业和信息化部发布的“中国制造2025”中,该目标甚至在2025年提高到400Wh / kg,在2030年提高到500Wh / kg。

显然,无论哪一项,这些技术指标都已经非常接近并突破了电化学系统中当前锂离子电池的上限,并且电池单元的能量密度是电源的核心性能指标之一。电池,寻求更高的能量密度是电池公司和汽车公司追求的目标。然而,随着能量密度的不断提高,锂电池的安全隐患正像缠绵的诅咒一样紧随其后。未来电池公司和电动汽车公司还有很长的路要走。

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作者:yupvip 分类:文库 浏览:113 评论:0