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中国新能源汽车动力电池发展现状

发布时间:2020-12-26 00:09:30

1、锂电池发展对新能源汽车的影响

能源汽车销量逐年增长,对于锂电池的需求量也在不断扩张。以2014年数据为例,按照锂离子电池展动力电池20%的渗透率来计算,锂离子电池市场规模约为1.50万组,按照每组动力锂离子电池均价为5万元,市场总额约为7.48亿元。作为核心部件的锂电池迎来发展的大好良机,同时迎来了产业发展瓶颈。
而且锂电池企业面临上游原材料不足、成本迅速上升的困境。锂电池原材料中最重要的碳酸锂,遭到市场炒作,使得价格迅速上游,半年内涨幅达到两倍。碳酸锂在锂电池的原材料成本占比中超过了50%的比例,因此碳酸锂价格半年内飙升两倍,锂电池总成本就相应上涨20%。
上游原材料供应不足,以及新能源汽车发展加大了市场需求量,导致了锂电池价格出现上扬,除此之外,人为因素同样不可忽视,市场专业投机力量介入,机构抱团乘机炒作,使得锂电池现货大涨。
尽管上涨幅度过快过大,但锂电池的发展前景依然被看好,尤其是今年国内新能源汽车保持快速发展,锂电池需求仍可能处于供不应求的状态,国内的锂电池企业将继续致力于扩产工作。
前瞻产业研究院综合未来行业下游发展情况,以及国家相关产业政策的影响,依据锂电池市场规模的历史数据,采用多项式拟合预测2015-2020年中国锂电池的市场规模,预计到2017年锂电池行业市场达到2300亿元左右,到2020年行业市场规模将达到6000亿元左右,锂电池行业市场仍有较大的上涨空间,未来前景乐观

2、在新能源汽车发展成为趋势下,作为产业链中重要一环,有哪些动力电池企业被央视报道过呢?

比亚迪呀,应该是目前国内最好的电池制造商了,而且在国际上也很有市场的!

3、新能源汽车动力电池的衰减,有国家官方指定的标准吗?

电池作为新能源汽车的核心部件,关乎用车和养车的安全和体验,作为动力电池在长时间的使用以后,会面临着续航下降等情况的出现,以目前的锂电池技术发展来说,电池衰减是不可避免的,电池衰减,这个是锂电池与生俱来的“毛病”。对于电池衰减而言,有国家官方指定的标准吗?
根据相关的政策来看,按照规定在质保期内,电池的性能衰减不能超过20%。否则,由厂家免费为车主更换电池。但对于电池衰减来看,目前暂时没有相关的国家标准出台,不同的车企对于电池衰减的方法和方式的鉴定是不同的,同时目前市面上没有对私人开放的电池检测机构,所以对于电池检测我们只能依赖于厂家,从电池本身的使用等角度上面去看的话,对于车辆的动力电池的衰减来说与多个方面的因素有关联的。
其次对于电池的衰减来看,与车辆的电池管理系统的设计、电池的质量和性能以及驾驶习惯等多种因素有关,就简单的拿电池的充放电来看,电池的充电放电在不停的进行化学转换,在转换过程中,会产生一些其它电解物质,会逐渐对动力电池造成影响,所以各家的标准等都是不同的,要统一对于电池衰减的鉴定,还是会存在一定的难度。
从这个角度上面去看,要判断电池衰减程度不是一件容易的事。随着电动汽车的保有量的增长,相关配套设施以及电池标准等发布,电池衰减国家官方指定标准也会逐步的完善。
本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。

4、新能源汽车用动力电池有哪些类型?

有锂动力电池,镍氢充电电池,燃料电池等。

(1)锂动力电池

锂铁电池是2000年后由美国永备公司所推出来并得到成功市场化的新型绿色高能化学电源,在应用于需要的高能量高功率电源的电子设备和电动玩具方面,显示了非常优越的性能.在中等放电电流以上时,锂铁电池的放电时间可达碱锰电池的6倍左右;而与镍氢电池相比,其放电电压平台,储存时间具有显著优势。

(2)镍氢充电电池

利用镍氢电池可快速充放电过程,当汽车高速行驶时,发电机所发的电可储存在车载的镍氢电池中,当车低速行驶时,通常会比高速行驶状态消耗大量的汽油,因此为了节省汽油,此时可以利用车载的镍氢电池驱动电动机来代替内燃机工作,这样既保证了汽车正常行驶,又节省了大量的汽油。

(3)燃料电池 

燃料电池是一种将化学能直接转化为电能的装置,他的正极是氧电极,负极是氢或碳氢化合物或乙醇等燃料电极。催化剂在正极催化氧的还原反应,从外电路向氧电极反应部位传导电子;在负极催化燃料的氧化反应,从反应部位向外电路传导电子。

电解液输送燃料电极和氧电极反应产生的离子,并且阻止电子的传递。电子通过外电路作功,并形成电的回路。只要燃料和氧不断地从装置外部供给电池,就有放电产物不断地从装置向外排出(氢氧燃料电池)。

(4)中国新能源汽车动力电池发展现状扩展资料

动力电池即为工具提供动力来源的电源,多指为电动汽车、电动列车、电动自行车、高尔夫球车提供动力的蓄电池。

其主要区别于用于汽车发动机起动的起动电池。 多采用阀口密封式铅酸蓄电池、敞口式管式铅酸蓄电池以及磷酸铁锂蓄电池。

2018年7月31日,新能源汽车国家监测与动力蓄电池回收利用溯源综合管理平台在北京启动运行。

参考资料来源:网络-动力电池

5、深度:2020年动力电池技术进化引发新能源市场变革

随着电动汽车动力电池技术的快速发展,动力电池系统能量密度从最初的不到100wh/kg已经发展到目前的180wh/kg。而据动力电池业内人士表示,2020年动力电池单体能量密度超过300wh/kg,系统能量密度达到240wh/kg已无悬念。如果对240wh/kg这个数字没有什么概念的话,那如果说一台紧凑级纯电动汽车充满一次电能够行驶超过800km,就能够清楚的知道这个系统能量密度240wh/kg是什么意思了。

电动汽车可以跑的更远的同时,一个重要问题出来了:

充电效率跟续航里程一样,制约着电动汽车的发展和普及。随着三电系统电压的提升,原本400伏电压平台将逐渐的被摒弃,而以保时捷Taycan为代表车型的800伏电压平台,以及比亚迪为代表的600伏电压平台,将逐渐取代老旧的400伏电压平台。

除了系统成本降低、效率提升之外,高电压系统最大的好处就是让电动汽车的充电效率大幅提升。以保时捷taycan为例,保时捷taycan的充电功率最高达到了250千瓦,充电5分钟可行驶100公里。而目前市场上销售的绝大部分车型的最高充电功率仅仅维持在60-80千瓦左右。而以国家电网为主导的360千瓦快充标准及整车应用,也将合适时机与北汽新能源联合推出。

可以想象,2020年及以后的2年内,电动汽车单次续航里程以及充电效率将基本上解决。一台单次充电续航800公里、充电时间只有20分钟左右的电动汽车,已经基本上具备了颠覆传统燃油汽车的能力。

冬季电动汽车续航里程缩水,又一个重要问题出来了:

在气温低至-20℃的冬季室外使用手机,续航能力将大大降低,基本上10分钟左右手机就会直接关机。这是锂离子电池的特性,低温环境下电池活性会迅速降低导致。

同理,一台电动汽车在冬季的低温环境下正负极之间的离子移动将变得困难,对应的电池的活性也将大大的降低。所以,很多电动汽车车主在冬季使用车辆的时候发现,续航里程往往只能达到其他季节的一半左右的表现,同时充电的效率也大大的降低,甚至于在较为极端的环境下根本充不进去电。

似乎动力电池热管理已经成为业内的最大难题。如果没有好的解决方案,电动汽车在高纬度地区的普及将大大受阻。这个问题如何解决似乎已经成为业内的最大痛点。

如何解决动力电池极端气候充放电效率不足,另一个重要问题出来了:

现在,已经有很多的车厂或动力电池厂商,通过物理保温的方式给电池系统加上隔热性能较好的保温材料。这样一来,动力电池总成在冬季低温环境下的确可以获得较好的保温效果。通过物理隔热可以缓解冬季低温环境动力电池活性降低、续航里程严重缩水的问题。但是夏季高温环境下,动力电池散热弊端又显现出来。

目前三元动力电池普遍都有热稳定性差,动力电池温度超过200℃就会造成热失控,并导致电池起火甚至爆炸的危险。相交于冬季续航里程严重缩水,夏季动力电池热失控起火爆炸的危害似乎更甚。所以最近两年采用物理隔热的方式的还较少。没有办法彻底解决高温环境下的热失控的问题,冬季低温环境的保温或者加热的需求似乎需要靠边站。而目前我们在市场上能够买到的电动汽车,更多的在高温热失控方面做足了功课,汽车厂商宁肯冒着冬季被广大的用户诅咒和谩骂,也不愿意冒着高温热失控导致车辆起火爆炸的风险,去解决冬季低温环境的续航严重缩水的问题。

难道真的就没有解决的办法了吗?

其实从今年开始,国内的部分动力电池厂及整车制造商,已经开始在这方面持续的探索、测试并取得了一定的成绩(装车验证)。

首先,在动力电池包结构方面,明后两年原本异形结构的动力电池技术将逐渐的变成平板动力电池技术。原本在后座椅下面凸起或者做成“土”字形的动力电池总成将被逐渐淘汰。而纯平面的超薄方形电池技术和成品将逐渐普及并装车全面应用。

其次,动力电池总成的厚度也将控制在10-15mm左右,而容纳电芯的模组结构也将取消,取而代之的是电芯单体直接成组的结构(也就是宁德时代所宣传单CTP cell to pack结构)。随着动力电池总成结构的改变,热管理系统技术和控制策略也将发生根本的改变。

动力电池总成内部的电芯(单体)被侧向设定,电极一面将布置在电池总成的外侧并放置导热槽结构,确保一旦发生热失控的时候,能量流将通过导热槽的预设渠道释放至动力电池总成外部。同时,在电池单体之间通过气凝胶隔热(保温),避免或减缓电芯热失控后对旁边电芯影响,延长电池总成能量释放的时间,给乘员提供更长的逃生时间。

在高温热管理方面,除通过BMS(电池管理系统)多点监控电池温度的变化之外,平板式的“口琴管”结构将铺满整个动力电池总成上下表面,“口琴管”结构中间流通的冷却液通过主动式循环将多余的“热量”迅速的循环并由水冷板模组接入电动压缩机带来的“冷量”进行交换式主动冷却降温。

在低温热管理方面,除通过PTC模组加热冷却液(不超过35℃)让电池迅速升温之外,在热循环结构之上也同时采用了隔热性能良好的保温材料进行包覆。确保在极端低温环境之下尽量保持动力电池内部电芯的温度处于15摄氏度以上。而保温材料下层的“口尽管”结构也能够在夏季高温工况拥有迅速释放“热量”的能力,避免热失控的发生。

笔者有话说:

新能源情报分析网早在2006年开始追踪新能源技术军用化和民用化发展。由于在2014年之前,中国新能源未能形成完整、成熟且低成本的全产业链,以至于制约新能源车发展的动力电池技术不能很好地“通过市场手段”推广。2014年之后,中国开启新能源核心技术、整车应用及全产业链作为重要政策全速发展的新时期。

今天,通过各大动力电池厂及少数整车制造商的持续努力,在未来的两年之中,电动汽车不论是在续航里程还是在充电效率、亦或是冬季低温环境下性能保持等方面,将有发生非常巨大的变化。而在这些性能短板全部补齐之后,电动汽车与燃油汽车全面竞争的时代也将正式的拉开序幕。

至此,电动汽车目前的售价远比同级别的燃油汽车价格贵很多,凭什么跟燃油汽车直接竞争?关于这一点,笔者想说的是,全面竞争的开始一定是从高品牌附加值(比如说保时捷Taycan、特斯拉、奔驰、宝马、奥迪等等高溢价产品开始)开始与燃油汽车直接竞争,至于低价格的普及型产品要么集中在营运性质车型上,要么需要等到新能源汽车产业规模足够大,整体成本能够与燃油汽车抗衡的时候才会出现大面积替代的发生。

文/新能源情报网

本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。

6、一款新能源汽车的动力电池研发过程是什么?

经过 20 余年的发展,我国新能源汽车实现从科研、产业化到市场推广的“三级”转变。目前,我国新能源汽车累计产量已超 280 万辆,推广规模居于世界首位。车辆类型上,乘用车、商用车分别占总产量约 70.4%、29.6%;动力类型上,以纯电动为主,占总产量约 78.5%,插电式混合动力约 21.5%。区域分布上,主要集中在京津冀、长三角及珠三角 地区,广东、上海、北京、山东、浙江保有量位列全国前 5 位。

我国动力蓄电池累计配套量超过131GWh,产业规模位居世界第一。配套类型上,磷酸铁锂、三元电池分别占比约 54%、40%。纯电动乘用车、商用车中三元电池配套占比分别约 71%、17%,磷酸铁锂电池配套占比分别约 23%、78%;插电式混合动力汽车中三元、磷酸铁锂电池配套占比分别约 53%、33%。外形设计上,方形、圆柱形、软包占比约 78.7%、20.6%、0.7%。

随着动力蓄电池需求量的快速上升,原材料行业投资规模快速扩大。正极材料、负极材料、隔膜及电解液行业龙头企业在市场占有率和技术研发方面优势明显,行业集中度较高。2017 年,我国正极材料产量达 32.3 万吨,磷酸铁锂产 量为 6 万吨,负极材料产量达 14.6 万吨,隔膜销量 13.6 亿 平方米,电解液产量为 10.2 万吨。

动力蓄电池大量退役后,未经妥善的处置和进行价值最大化利用,将威胁公共安全,造成难以逆转的环境污染,并浪费宝贵的有价金属资源。

从安全层面来看,废旧动力蓄电池处置不当存在一定安全隐患。一是触电隐患。新能源汽车的动力蓄电池额定电压较高,人员在缺乏防护措施情况下接触易造成触电事故。二是燃爆隐患。电池在出现内部或外部短路情况下,正负极会产生大电流导致高热,引起正负极燃烧。三是腐蚀隐患。电解液为有机易挥发性液体,与空气中水分反应产生白色有腐蚀性和刺激性的氟化氢烟雾。

从环境层面来看,废旧动力蓄电池对生态环境和人身健康均有威胁。一是重金属污染。电池正极材料中含镍、钴等重金属,不经专业回收处理会造成重金属污染。二是电解液污染。电解液溶质LiPF6属有毒物质且易潮解,会造成氟污染,溶剂会造成水污染。

从资源层面来看,镍氢、锂离子动力蓄电池因正极材料不同,分别含有锂、镍、钴、锰及稀土等金属,动力蓄电池产业对于锂、镍、钴等资源需求旺盛。随着动力蓄电池累计配套量的不断增加,电池中这些资源如未有效回收利用,将直接造成资源的极大浪费。

1. 退役现状

从现有退役电池数量、种类及分布地区情况来看,相对比较集中。“十城千辆工程”推广期间生产的新能源汽车共计产生退役动力蓄电池(以下简称“退役电池”)约1.22GWh;退役电池主要集中在深圳、合肥、北京等新能源汽车推广力度较大的城市。

从企业回收情况来看,当前回收的动力蓄电池中,以研发生产过程中产生的废旧动力蓄电池为主,新能源汽车退役电池较少,主要来源于研发试验和生产制造产生的废旧动力蓄电池。

从综合利用经济性方面看,三元电池和磷酸铁锂电池互有优势。梯次利用方面,磷酸铁锂电池更适于梯次利用。再生利用方面,企业再生利用收益具有一定的不确定性,易受退役电池数量、原材料市场行情及企业管理水平等因素影响。

从用户移交退役电池情况来看,市场上存在电池生产企业、回收利用企业、租赁企业及保险公司等多主体回收处理退役电池的情况。例如,深圳市退役的大部分动力蓄电池交由电池生产企业回收存储,用于梯次利用研究;北京新能源公交车动力蓄电池主要采取租赁方式,退役后交由北京电力公司用于梯次利用储能产品研究或回收利用企业处理。

7、国内的新能源汽车分别用什么电池, 如比亚迪e5用什么动力电池?

以电池供应分,有自产电池的(如比亚迪)、合作产电池的(如特斯拉、北汽)和采购电池的(早期所有主机厂)
以技术路线分,有三元锂电池(主要是乘用车)和磷酸铁锂电池(主要是商用车)
回答得比较笼统,欢迎交流!

8、目前中国的新能源电动汽车的动力单元主要采用锂离子电池,其优缺点是什么

新能源汽车的优点有:

1、新能源汽车环保

新能源汽车采用的主要是非燃油动力装置,不需要燃烧汽油、柴油等,而是采用清洁能源,比如:电力、太阳能、氢气等。这样,就减少了二氧化碳等气体的排放,从而达到保护环境的目的。

2、新能源汽车不用限号出行

因为环境污染严重,为了减轻环境压力,很多城市都采用汽车限号的方式,限制私家车的出行。但是,新能源汽车几乎是零污染、零排放,所以也就不在限号范围内,更方便出行。

3、效率高。

一般新能源汽车采用新技术,新结构,使它的效率更高。

新能源汽车的缺点有:

1、充电难、充电慢

因为现在新能源汽车暂未普及,因此很多城市或地区都缺少供新能源汽车充电的充电桩,所以给汽车充电不太方便。除此之外,新能源汽车动力装置系统并不是很成熟,充电比较慢,一般需要数小时,这就不太方便。

2、续航里程较短。对于采用电力的新能源汽车来说,汽车电池的蓄电量有限,所以汽车持续行驶的里程也会受限,一般不能进行较长距离的行驶。

3、售后服务还不成熟

新能源汽车作为汽车行业的“新星”,各方面都还在摸索、改善中,对于新能源汽车的售后维修,尚没有很多熟练的维修人员,不能及时维修,这就给车主带来很大不便。

9、国内新能源车保有量达381万台,动力电池回收行业应该如何规范?

随着大批新能源汽车的淘汰,我国的动力电池回收产业具有多大规模、如何监管?

从国产特斯拉Model3、索尼Vision-S等车型中,我们可以看出新能源市场的火热前景。但是在享受新科技的同时,我们也不得不关注新能源汽车可能带来的危害。据悉截至2019年底,我国的新能源汽车保有量就达到了381万辆,而第一批新能源汽车如今已经到了淘汰的边缘,动力电池的回收成为了行业急需解决的问题,毕竟动力电池内含有较多的有毒金属和有价金属。

梯次利用成为了动力电池回收的第一道防线,与传统的铅酸电池相比,退役下来的磷酸铁锂电池在循环寿命、能源密度方面都更有优势。以2018年的数据为例,新的磷酸铁锂电池的价格大约在1.1-1.2元/Wh,而可用于梯次利用的电池回购价格为0.35元/Wh左右,可见磷酸铁锂电池存在一定的回收价值。而三元锂电池内富含有价金属,通常可以直接拆解回收。比如三元锂电池中镍、钴、锂的含量大约为12%、3%、1.9%,显著高于我国开发利用的有价金属矿产资源。

按照6年的使用周期,2014年产的动力电池预计将在2020年集中进入回收利用周期。预计2020年我国将产生约24万吨退役锂离子电池、2022年将产生53万吨退役锂离子电池。按照1.23GWh/万吨计算,2020年退役的锂离子电池容量高达29.5GWh。如果按照0.2元/Wh的回收价格,2020年动力电池回收的市场规模将高达59亿元人民币,接近百亿规模指日可待。

当然有关部门一直在不断完善动力电池回收的相关规则。比如深圳规定在深圳市销售新能源汽车的企业,应按照20元/kWh的标准专项计提动力电池的回收处理资金。对于按照要求计提了动力电池回收处理资金的,按经审计确定的金额的50%对企业进行补贴,补贴资金应专项用于动力蓄电池回收。而2020年1月2日,工信部公布了《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件(2019年本)》,明确了动力电池回收企业的布局与项目选址;技术、装备和工艺;资源综合利用及能耗;产品质量和职业教育;安全生产、人身健康和社会责任等方面的要求。同时强调了动力电池回收的信息可溯源,防止对环境产生危害。

关于动力电池的回收利用,你觉得应该从哪些方面抓起?对于这个即将达到百亿级的市场,你有什么创业的想法?

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