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能源之战:得固态电池者得天下!电动车未来1
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摘要:奥迪电池,占电动车车价逾3分之1、重量为车身的一半,更是续航力超越燃油车的决胜点。电池,成为未来10年业者最重要的战场,还有哪些困难需要克服? 回顾2020全年,特斯拉(Tes
奥迪电池,占电动车车价逾3分之1、重量为车身的一半,更是续航力超越燃油车的决胜点。电池,成为未来10年业者最重要的战场,还有哪些困难需要克服?
回顾2020全年,特斯拉(Tesla)交付市场近50万辆电动车。日前,执行长马斯克(Elon Musk)在语音社群平台Clubhouse上谈到,特斯拉目标是2030年以前,将年生产量提升至2,000万辆电动车,然而前方最大的障碍,就是电池技术。
说白了就是电池太贵了。鸿海产品长萧才佑分析,以电动车的建造成本来看,电池就占了30~35%,其次是驱动系统20~25%,也就是说超过三分之一的成本来自动力电池,这也致使电动车价格居高不下。
除了电池成本占比偏高之外,鸿华先进副总经理陈正夫补充,电动车有一半重量来自电池,造成车身比燃油车还重,「电池重量如果减少一半,车子续航力可以增加25%。 」
可以说,电池技术将是未来10年,所有业者较劲的重点战场。截至目前,全球电动车电池技术,主要由几间大厂商掌握。
电动车之所以昂贵,是因为超过三分之一的成本来自电池,若能压低制造成本并提升效能,将是车厂决胜关键。奥迪
10年前看准市场需求,宁德时代稳坐电池之王
根据市场分析公司SNE Research的数据,2020年电动车电池市占率前三大,依序是中国电池制造商宁德时代(CATL),市占达24%;南韩LG能源方案(LG Energy Solution)和日本Panasonic(松下)分别为23.5%和18.5%。这3家业者也都是电动车龙头特斯拉的电池供应商。
从2017年起,宁德时代连续3年拿下全球电动车电池供应量第一,客户几乎涵盖全球各大车厂:丰田(Toyota)、本田(Honda)、BMW、现代(Hyundai)、戴姆勒( Daimler)等。
宁德创办人曾毓群,先前是新能源科技(ATL;主要生产手机电池)共同创办人,在2011年看准电动车产业的趋势后,回到家乡福建宁德,成立宁德时代。曾毓群预言,2030年前电动车将比油车便宜,汽车更将在2040年实现全面电动化。
宁德时代之所以稳坐市占第一,要从电池原料路线之争说起。锂电池可以分为「镍钴锰(NCM)」、「镍钴铝(NCA)」,以及「磷酸锂铁(LFP)」两派组合,不过前两者的缺点是碰撞后容易起火爆炸。宁德时代主力生产磷酸锂铁组合的电池,优点是价格便宜、安全性高,因此获得特斯拉等车厂大量采用,宁德时代才得以称王。
奥迪
延伸阅读:特斯拉打下中国市场的幕后功臣,宁德时代怎么十年内坐上世界第一电池供应商?
Model 3变便宜的幕后推手
研究机构Bernstein Research指出,中国制Model 3使用更轻巧、便宜的磷酸铁锂电池,使得每辆车的制造成本下降约600~1,200美元。
不过在特斯拉全车系中,主要电池供应商是Panasonic。自从2008年收购三洋电机,取得手机锂电池、太阳能电池的关键技术后,Panasonic跃升为全球电池技术领头羊。
在车用电池的核心产品上,Panasonic采用的是镍钴铝系统。这项技术在平板电脑、智慧型手机等3C产品上很常见,应用于电动车上却难度倍增,因为镍钴铝锂电池的能量密度是主流车用电池「磷酸铁锂电池」的好几倍,需要很高的合成技术才能量产。
在2020年「电池日」(Battery Day)上,特斯拉公布新款「Tabless 4680电池」,也是跟Panasonic合作生产。Tabless 4680采螺旋式包装,在相同的电池容量下,空间可扩大30%,让电池能量密度提升5倍、续航力增加16%、制造成本降低76%,可望使得特斯拉「每千瓦/时」(kWh)价格减半,进而带动售价接近一般燃油车。
Tabless 4680采螺旋式包装,在相同的电池容量下,空间可扩大30%,让电池能量密度提升5倍、续航力增加16%、制造成本降低76%。Tabless
未来电池:不用钴、固态取代液态
要降低电动车的成本,并提高续航力与效能,电池的技术必须有所突破。
原料,是第一个需要突破的关键。目前主流的镍钴镁、镍钴铝、镍钴锰等锂电池组成形式,皆有「钴(cobalt)」这项关键原料,可说是「现代石油」。由于钴具有稳定物质、增加能量密度的特性,能确保电池寿命及充电速度,因此短期内电池产业都无法弃钴而不用。
然而,长期来看,科技界希望能做出不使用钴的电池。首先,钴属于稀有金属,价格比镍高出1倍以上,成为电池价格降不下来的主要障碍。其次,开采钴的过程中会造成严重污染,甚至牵扯到剥削非洲童工的问题。
文章来源:《能源与节能》 网址: http://www.nyyjnzz.cn/zonghexinwen/2021/0304/892.html