新能源汽車鋰電池快充與慢充電路上有什么區(qū)別?
來源:寶鄂實(shí)業(yè)
2019-03-18 12:02
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鋰離子電池是一種充電電池,它主要依靠鋰離子在正極和負(fù)極之間移動來工作。在充放電過程中,Li+在兩個電極之間往返嵌入和脫嵌:充電池時,Li+從正極脫嵌,經(jīng)過電解質(zhì)嵌入負(fù)極,負(fù)極處于富鋰狀態(tài);放電時則相反。一般采用含有鋰元素的材料作為電極的電池,是現(xiàn)代高性能電池的代表。而動力鋰離子電池是指容量在3AH以上的鋰離子電池,目前則泛指能夠通過放電給設(shè)備、器械、模型、車輛等驅(qū)動的鋰離子電池。
動力鋰電池的產(chǎn)業(yè)鏈圖與鋰離子電池相同,上游原材料主要包括鎳鈷錳、鋰礦和石墨礦,由此構(gòu)成正負(fù)極材料、電解液、電極基材、隔膜等;中游則是將正負(fù)極材料、電解液、電極基材、隔膜組裝成電芯后進(jìn)行制造和封裝;下游是動力鋰電池的應(yīng)用領(lǐng)域,主要應(yīng)用在各種車輛、船舶、飛機(jī)等內(nèi)燃機(jī)的啟動,照明、蓄能、不間斷電源、移動通訊、便攜式電動工具、電動玩具中。
近三年,隨著國家對新能源產(chǎn)業(yè)的扶持,推動了我國動力鋰電池迅速發(fā)展。根據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示,2018年國內(nèi)新能源汽車銷量為125.6萬輛,同比增長61.7%。其中,2018年純電動車的銷量將近98萬輛。新能源汽車銷量逐年增長,對于動力鋰電池的需求量也在不斷擴(kuò)張。在國家政策的驅(qū)動下,新能源汽車有著廣闊的發(fā)展前景,而作為核心部件的動力鋰電池必將迎來發(fā)展的大好良機(jī)。
下游需求的擴(kuò)張利好,我國動力鋰電池總裝機(jī)量增長,根據(jù)OFweek統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,2018年我國動力鋰電池總裝機(jī)量達(dá)到56.37GWh。
細(xì)分新能源汽車具體類型的動力鋰電池裝機(jī)量情況來看,純電動乘用車是目前拉動動力鋰電池需求的主要引擎,2018年純電動乘用車動力鋰電池裝機(jī)量達(dá)到30.66GWh,同比增長135.4%,占動力鋰電池裝機(jī)量整體比的53.3%;而混合動力客車受補(bǔ)貼政策影響,2018年裝機(jī)量同比減少57.5%。隨著新能源汽車市場化程度提升,消費(fèi)者對電動車的認(rèn)可度不斷提高,我國動力鋰電池裝機(jī)量發(fā)展良好。
行業(yè)洗牌格局激烈,進(jìn)一步向龍頭企業(yè)集中
2018年6月開始實(shí)行的《關(guān)于調(diào)整完善新能源汽車推廣應(yīng)用財(cái)政支持政策的通知》通過補(bǔ)貼措施表明了對新能源汽車電池能量密度的更高要求,低端鋰電產(chǎn)能過剩逐步被淘汰。目前,我國動力鋰電池市場的集中度已非常高,2018年我國動力鋰電池前十名企業(yè)的裝機(jī)量達(dá)到整體的83.16%,而前二十名更是高達(dá)92.1%,這意味著排名在二十名后的動力鋰電池企業(yè)實(shí)際上已被邊緣化,行業(yè)洗牌格局劇烈,產(chǎn)業(yè)鏈公司迎來一場“大浪淘沙”的篩選。
從2018年我國動力鋰電池行業(yè)裝機(jī)量企業(yè)結(jié)構(gòu)來看,寧德時代(300750)占了41.21%,裝機(jī)量達(dá)到23.23GWh,同比增長133%;排在第二的是比亞迪(002594),占了20.33%,裝機(jī)量達(dá)到11.46GWh,同比增長109%;第三名是國軒高科(002074),占5.32%,裝機(jī)量為2.99GWh。我國動力鋰電池行業(yè)高端產(chǎn)品之間的競爭主要集中在國內(nèi)僅有的幾家企業(yè)與國外企業(yè)之間,屬于壟斷競爭格局。隨著我國政策對動力鋰電池產(chǎn)品提出更高的要求,市場份額將進(jìn)一步向頭部企業(yè)集中。
受新能源補(bǔ)貼政策影響,技術(shù)要求逐步提升
動力鋰電池可按電解質(zhì)材料、電池外形、外包材料、正/負(fù)極材料以及性能用途進(jìn)行劃分,其中目前最主要的是以正極材料作為劃分動力鋰電池產(chǎn)品的依據(jù),因?yàn)檎龢O材料是電池中鋰離子之源,其性能直接關(guān)系到電池性能,是鋰電能量密度的基礎(chǔ),是動力鋰電池中最關(guān)鍵的功能材料。動力鋰電池按正極材料分類,主要有三元鋰、磷酸鐵鋰、鈷酸鋰和錳酸鋰這四種,對應(yīng)的負(fù)極材料一般都是石墨。
2018年,我國動力鋰電池裝機(jī)量按正極材料分類,三元鋰電池的裝機(jī)量占比最高,達(dá)59%,首次超越磷酸鐵鋰電池,在總裝機(jī)量中占比超過一半;其次是磷酸鐵鋰電池,占比為38%;而錳酸鋰和鈦酸鋰電池二者合計(jì)3%。
細(xì)分新能源汽車具體類型的動力鋰電池裝機(jī)量情況來看,2018年我國新能源乘用車的裝機(jī)電池中,三元鋰電池占新能源乘用車動力鋰電池裝機(jī)量的90.42%,而磷酸鐵鋰電池占9.54%,錳酸鋰電池和鈦酸鋰電池幾乎沒有占據(jù)份額;但在新能源客車的裝機(jī)電池中,磷酸鐵鋰占新能源客車動力鋰電池裝機(jī)量高達(dá)93.25%,錳酸鋰電池和鈦酸鋰電池分別占3.99%和2.76%,三元鋰電池則為0,則是因?yàn)槲覈L期以來對三元鋰電池裝機(jī)新能源客車的限制,雖然目前目前我國政府已取消了這種限制,但在實(shí)踐中出于安全考慮,國內(nèi)所有的客車仍未敢使用三元鋰電池。而在專用車的裝機(jī)電池中,主要為三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池平分。
三元鋰電池的發(fā)展勢頭之所以如此迅猛,背后靠的是國家對新能源汽車補(bǔ)貼政策的不斷調(diào)整變更的因素。對比2017年新能源汽車補(bǔ)貼政策,2018年補(bǔ)貼在乘用車方面不僅重新劃分了續(xù)駛里程區(qū)間,還對動力電池的能量密度通過系數(shù)變化和調(diào)檔的方式提出更高的要求,對于百公里電耗量系數(shù)也分檔進(jìn)行劃分,同時,電池能量密度系數(shù)可以與百公里電耗系數(shù)疊加。
磷酸鐵鋰電池曾是中國新能源汽車市場上的主流,雖然其充放壽命長,但電池系統(tǒng)的能量密度只在100Wh/kg左右,而三元鋰電池能量密度最高能達(dá)到330Wh/kg,隨著消費(fèi)者對電動汽車?yán)m(xù)航里程的需求不斷提高,且具有電池能量密度優(yōu)勢的三元鋰電池預(yù)計(jì)將進(jìn)一步取代磷酸鐵鋰電池市場。
產(chǎn)能有望達(dá)到200億GWh,行業(yè)未來千億規(guī)模
隨著新能源汽車產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程逐步深入,全球各國及重點(diǎn)企業(yè)均加大力度發(fā)展動力電池產(chǎn)業(yè),基于新材料和結(jié)構(gòu)的高比能動力電池技術(shù)已經(jīng)成為各國競爭焦點(diǎn),大力提升目前車用動力電池安全性、壽命、低溫特性,降低成本是產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展的方向。
在美國、日本、歐洲和韓國等國家/地區(qū)科技規(guī)劃以及重點(diǎn)企業(yè)戰(zhàn)略規(guī)劃中多次提及新體系結(jié)構(gòu)車用動力電池技術(shù),重點(diǎn)關(guān)注高性能電池材料、高性能鋰離子動力電池(致力于壽命、能量密度和安全性提升)、高性能電池包、電池管理系統(tǒng)、熱管理、電池標(biāo)準(zhǔn)體系、下一代鋰離子動力電池、鋰金屬電池、電池梯級利用及回收技術(shù)、電池生產(chǎn)制造技術(shù)及裝備等。
我國動力鋰電池產(chǎn)業(yè)從無到有,從小到大,發(fā)展很快,在國家科技項(xiàng)目的重點(diǎn)支持下,中國動力(600482)鋰電池關(guān)鍵技術(shù)、關(guān)鍵材料和產(chǎn)品研究已經(jīng)取得重大進(jìn)展。雖然小容量功率型動力鋰電池技術(shù)和產(chǎn)品與國外相比仍有一定差距,但大容量動力鋰電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展已經(jīng)處于國際領(lǐng)先水平。單體動力電池的特性,已經(jīng)具備推廣應(yīng)用的條件。動力鋰電池產(chǎn)業(yè)已經(jīng)進(jìn)入到產(chǎn)業(yè)化建設(shè)和推廣應(yīng)用的關(guān)鍵階段。動力鋰電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程已經(jīng)處于國際領(lǐng)先地位。
2018年,外資鋰電池企業(yè)首次獲得在我國經(jīng)營的許可,LG化學(xué),三星等外資企業(yè)紛紛建廠擴(kuò)大產(chǎn)能,加上寧德時代和比亞迪等國內(nèi)企業(yè)預(yù)計(jì)新增產(chǎn)能,到2020年我國國內(nèi)動力鋰電池產(chǎn)能可能突破200GWh。
















