全球動力電池技術(shù)與市場的發(fā)展趨勢


鋰電世界 貝格預(yù)測5年內(nèi)阻礙電動車發(fā)展的兩大“軟肋”——電池成本及性能——將得到重大突破,而一旦在電池領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)技術(shù)突破,也意味著電氣化動力傳動系統(tǒng)將得到全面普及。
來自羅蘭貝格的預(yù)測顯示,全球范圍內(nèi)越來越嚴(yán)厲的環(huán)境法規(guī)的要求,二氧化碳的強(qiáng)制減排措施,促使電動出行將在未來的幾年取得極大的進(jìn)步。
作為電動汽車的核心成本的電池,其價(jià)格也將經(jīng)歷急劇的下降趨勢。由于越來越大的規(guī)?;昂诵募夹g(shù)的突破,2015年,平均成本約250美元/kWh的電動汽車電池,到2020年時(shí),將下降到130-150美元/kWh,降幅將達(dá)40%。
隨著電池成本的大幅下降,純電動車和插電式混合動力電動車在2025年前,將有望成為市場上真正有價(jià)格競爭力的產(chǎn)品,因而得到大規(guī)模量產(chǎn)。
只要基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)適時(shí)配套,強(qiáng)大的市場需求將推動全球的消費(fèi)者大面積消費(fèi)電動汽車,短途的使用純電動車,稍長距離的使用插電式混合動力汽車。
對于不同的全球市場和地域來說,比例略有不同。歐洲市場2020年純電動和插電式混合動力在所有銷售的汽車總量里將占9%,2025年將占31%;中國市場2020年純電動和插電式混合動力在所有銷售的汽車總量里將占7%,2025年將占32%;美國和日本的數(shù)據(jù)分別是11%,24%和22%,42%。
屆時(shí),全球接近1/3的汽車將變成電力驅(qū)動,對于電池的制造商來說,一場爭奪電池市場蛋糕的戰(zhàn)役正在打響。電動汽車推廣中最大的阻礙就是消費(fèi)者的里程焦慮癥和電池價(jià)格過高。針對此,各大公司都在針對性下功夫,除了眾所周知的特斯拉在研發(fā)和制造電池方面的行動外,各汽車廠家和零部件商也開始了在電池領(lǐng)域的布局。
大眾汽車CEO馬丁·文德恩(Martin Winterkorn)最近透露,大眾正在開發(fā)“超級電池”(Super-battery),可將目前電動車?yán)m(xù)航里程達(dá)到300公里(186英里)。該電池于美國加利福尼亞州硅谷研發(fā),體積更小,動力更強(qiáng)勁,而且價(jià)格更低。大眾汽車的電池研究技術(shù)路線目前聚焦在現(xiàn)有鋰離子電池的升級解決方案和新穎的固態(tài)電池技術(shù)兩個(gè)方向。
該公司降低電池成本的辦法是使用統(tǒng)一的單一的電池單元。也就是,未來所有的電動車雖然型號不同,但是,可以采用不同封裝數(shù)量的統(tǒng)一的電池單元,因簡化的電池單元設(shè)計(jì),大眾汽車公司預(yù)計(jì)將降低電池成本約66%。同時(shí),能量密度可達(dá)到當(dāng)前電池的5倍之多。
而大眾的固態(tài)電池在儲能方面相對傳統(tǒng)的鋰電池更有優(yōu)勢。大眾汽車曾表示:應(yīng)用該技術(shù)很有可能將電動車?yán)m(xù)航里程提升至700公里。由此可見,續(xù)航1000公里的電池并不是個(gè)夢。比起OEM廠商,電池制造商正在扮演更加重要的角色,同時(shí)也有更強(qiáng)有力的話語權(quán)。而它們大多來自亞洲的日韓。如為大眾汽車公司的大眾品牌電動車(e-高爾夫、高爾夫GTE等)供應(yīng)電池的是日本松下;為帕薩特GTE、奧迪等其他電動車供應(yīng)電池的是韓國三星。
日產(chǎn)汽車與供應(yīng)商N(yùn)EC組成的電池合資企業(yè)AESC、韓國的LG化學(xué)發(fā)展勢頭則更猛。目前在全球20大汽車品牌中,LG化學(xué)已與其中13家展開合作。LG化學(xué)已經(jīng)為雪佛蘭Bolt和福特福克斯電動汽車提供鋰離子電池組,并宣布自2017年起將為中國的長城汽車批量生產(chǎn)的插電式混合動力車(PHEV)車型提供電池;全球銷量遙遙領(lǐng)先的日產(chǎn)聆風(fēng)當(dāng)然目前使用的是AESC,但是,它也與LG化學(xué)存在電池供應(yīng)協(xié)議。面對電池這個(gè)巨大的增長市場,一些傳統(tǒng)的跨國零部件供應(yīng)商如博世和大陸,也正在轉(zhuǎn)型將電氣化作為其未來經(jīng)濟(jì)增長的重要支柱。
其中,博世同日本湯淺電池的合作進(jìn)一步深化,雙方正致力于打造成本減半而能量密度倍增的新型鋰電池?!拔覀兊哪繕?biāo)是在2020年前生產(chǎn)出這種新型鋰電池,目前正朝著較為積極的方向發(fā)展?!辈┦辣硎?,該公司預(yù)測,到2020年,純電動車及插電式混動車在全球汽車市場的份額占比將達(dá)到15%,甚至遠(yuǎn)高于羅蘭貝格的預(yù)測數(shù)據(jù)。該公司今年已經(jīng)推出一款全新輕度混合動力系統(tǒng),成本更低,燃油經(jīng)濟(jì)性卻更突出。
德國大陸集團(tuán)已針對中國市場開發(fā)出一種新型電氣傳動系統(tǒng),不僅重量更輕,性能更強(qiáng)大,結(jié)構(gòu)更加緊湊,且成本更加低廉。新產(chǎn)品的研發(fā)工作在中國完成,電機(jī)則由大陸與中國本土供應(yīng)商合作生產(chǎn)。
之前,媒體已經(jīng)廣泛報(bào)道特斯拉推出特斯拉能源系統(tǒng)、家用電池品牌PowerWall,宣布進(jìn)入能源儲備行業(yè),并在內(nèi)華達(dá)州的沙漠里斥巨資建立全球最大的電池超級工廠。
除此之外,通用汽車公司正在對第一代雪佛蘭沃藍(lán)達(dá)增程型電動汽車的電池進(jìn)行二次使用,其中包括給辦公樓和家庭供電。
看起來,在全球的電動汽車廠商探索電池技術(shù)突破的過程中,一些企業(yè)已經(jīng)無心插柳地發(fā)現(xiàn)了另一個(gè)更具潛力的能源儲備市場。
目前使用在混合動力汽車、電動車等新能源汽車上的電池組壽命長達(dá)十年,但是當(dāng)這些新能源汽車接近報(bào)廢的時(shí)候,電池組的損耗僅為30%左右,仍具有很高的利用價(jià)值。但是目前這些已經(jīng)使用過的電池組并未獲得很好的利用。
分析機(jī)構(gòu)認(rèn)為能量儲存產(chǎn)業(yè)在2017年的利潤將達(dá)到190億美元(折合人民幣1178億元),基于電動汽車電池而衍生出的能量儲存產(chǎn)業(yè)同樣有著很大的發(fā)展前景,而像通用汽車這樣對電動汽車電池的二次使用,則是延續(xù)電池生命周期,為電池能源的使用提供了另一種創(chuàng)新的思維方式。