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锂离子电池如何驱动未来?技术大幅提升、价格

时间:2018-09-20 05:09来源:未知 作者:秒速赛车 点击:
康盛股份介绍,中植淳安是中植一客旗下全资子公司,现拥有一条新能源客车生产线亿元进行技改扩产,计划在2018年实现年产5000台规模。 未来数十年,电动汽车将得到较大规模的发展

  康盛股份介绍,中植淳安是中植一客旗下全资子公司,现拥有一条新能源客车生产线亿元进行技改扩产,计划在2018年实现年产5000台规模。

  未来数十年,电动汽车将得到较大规模的发展。据IEA预测,到2030年全球电动汽车保有量将从2017年的370万辆增长至1.3亿辆,年销售量将达到2150万辆。在这一场景下,年新增电池容量将从2017年的68吉瓦时增长至2030年的775吉瓦时,其中84%将用于轻型汽车。中国、欧盟、印度、美国的需求分别占到50%、18%、12%和7%。

  过去二十年,随着产能规模的扩大,主导电动汽车电池的锂离子技术大幅提升、价格大幅下降,使电动汽车的性价比开始与燃油汽车一争高下。

  自1990年问世以来,锂离子电池在消费性电子产品、储能(家用、公用事业)、电动汽车行业得到了广泛的应用。随着产能规模的扩大,其性能大幅提升、价格大幅下降。

  数据显示,截至2017年12月31日,烟台舒驰全部股东权益的评估值为10.52亿元,较标的公司母公司账面净资产增值7.72亿元,增值率为275.5%。

  将来,驱动锂离子电池的成本下降和性能提升的四个关键因素是:化学材料、电池容量、生产规模和充电速度。

  作为纯电动汽车的能量来源,锂离子电池起火的主要原因主要是电池过热而造成的热失控,这种过热在电池充放电过程中最容易发生。由于锂离子电池自身具有一定的内阻,在输出电能为纯电动提供动力的同时会产生一定的热量,使得自身温度变高,当自身温度超出其正常工作温度范围间时将会损害整个电池的寿命和安全。纯电动汽车中,动力电池系统是由多个动力电池单体电芯构成,在工作过程中产生大量的热聚集在狭小的电池箱体内,如果热量不能够及时地快速散出,高温会影响动力电池寿命甚至出现热失控,从而引发起火爆炸等事故。从原理上说热失控的原因主要有以下四个方面:

  以普通家轿为例,7月1日之后每年至少需要缴纳360元,比之前足足多了一倍,此前只需缴180元,同时,对征税对象也做了调整,原先享有免税“特权”的各类公车,也将与私车根据同一标准交税。

  化学材料。电池的性能受两极化学材料的影响。阴极材料主要包括锂镍锰钴(NMC)、锂镍钴铝氧化物(NCA)、锂锰氧化物(LMO)和磷酸铁锂(LFP);阳极材料大多数采用石墨,重型汽车中为增加循环寿命,也会使用钛酸锂(LTO)。NMC和NCA技术的主要优点是能量密度更高,主导了轻型电池市场;LFP的能量密度低,但得益于更高的循环寿命和安全性能,它成为重型电动汽车(即客车)采用的主要化学物质。化学材料对电池成本有着较大的影响,采用不同化学材料的电池,其价格差距最大可达到20%。

  6月8日晚,康盛股份(002418.SZ)公告称,公司拟以股权加现金的方式,置换烟台舒驰和中植一客。长江商报记者发现,该公司两个月前拟以发行股份的方式购买两标的,其中烟台舒驰增值率3个月下降一半。不仅如此,2015年至2017年,康盛股份资产负债率增长了24个百分点。如果本次交易完成,康盛股份的资产负债率将进一步上升为82.99%,远高于行业平均水平。

  第三步:判断电压4.2V,恒压充电,电压为4.20V,电流随电压的增加而减少,直到充满。

  电池容量与尺寸。电动汽车电池容量差异很大,在中国最为畅销的三款小型电动汽车的电池容量为18.3~23千瓦时;欧洲和北美的中型汽车电池容量在23~60千瓦时;大型汽车的电池容量在75~100千瓦时之间。电池容量越大、成本越低。据估计,一个70千瓦时电池的单位能量成本比30千瓦时电池低25%。

  生产规模。扩大生产规模以实现规模经济是另一个重要因素。目前典型的工厂产能范围大约为0.5~8吉瓦时/年,大多数工厂的产能约为3吉瓦时/年。按照单辆电动汽车20~75千瓦时的典型容量进行测算,单个工厂的产能相当于每年可以生产6000~40万个电池组。目前,德国、美国、中国、印度等地正在新建一批产能更大的电池工厂,其中包括特斯拉年产能达到35吉瓦时的超级工厂。

  充电速度。当前技术可以实现在40~60分钟内充电80%。这一诉求增加了电池设计的复杂性,比如降低电极的厚度,这会增加电池的成本;降低电池的能量密度,从而缩短了电池的寿命。美国能源部的一项分析表明,改变电池设计以适应400千瓦的充电将使电池成本增加近一倍。

  目前锂电池公认的基本原理是所谓的“摇椅理论”。锂电池的冲放电不是通过传统的方式实现电子的转移,而是通过锂离子在层壮物质的晶体中的出入,发生能量变化。在正常冲放电情况下,锂离子的出入一般只引起层间距的变化,而不会引起晶体结构的破坏。

  根据IEA的分析,锂离子电池仍将在未来的二十年内占据主导,但其化学材料将逐渐发生变化。

  匀质板防火防火板在管道防火、铁皮高温上的也是不能忽视的。在耐高温和防火方面可以用打火机试选一下,选择一个耐高温,痕迹少的、低毒低烟的匀质板防火耐高温板。我们都知道墙体需要与一些保温材料进行联络,才能保证在冬季室内温度恒定,单独的墙体会使室内温度扩散,匀质板为我们实现了烦恼,这是的墙体保温材料,防火、隔热、隔音、防潮人格方面都是非常优越的。

  2025年前后,新一代拥有低钴、高能量密度和阴极锂镍锰钴(NMC)811等特性的锂离子电池将进入量产。在石墨阳极中加入少量的硅,可将能量密度提高50%,而能够承受较高电压的电解质盐也将有助于提高性能。

  2025年至2030年期间,锂金属为阴极、石墨/硅复合材料为阳极的锂离子电池可能会进入设计阶段,甚至还可以引入固态电解质以进一步提高能量密度和电池安全性。此外,锂离子技术可能会被锂空气、锂硫等其他有着更高能量密度和更低理论成本的电池所取代。但这些技术的发展水平仍非常低,实际性能尚待测试。

  2018年7月26日出版的Nature主刊上,一篇题为《距离锂电子电池革命仅余十年》(Ten years left to redesign lithium-ion batteries)的文章指出:锂离子电池性能和价格的演进速度正在放缓。造成上述问题的主要原因包括:在电极材料的晶体结构中, 可以储存的电荷量快要接近理论最大值;市场规模的增长难以继续带来大幅度的价格降低。更糟糕的是,目前普遍采用的电极材料,如钴和镍十分稀缺,且价格昂贵,如果没有任何新的变化,预计在2030~2037年间(或更早),钴和镍的需求量就会超过产量。另一方面,新的替代电极材料,如储量丰富的铁、铜,则还处于早期研究阶段。文章呼吁材料科学家、工程师和经费资助机构等加大对基于储量丰富的铁、铜等材料的电极材料的研究,否则,电动汽车的大规模发展将受到限制。

  锂电池放电:放电的过程与充电的过程相反,负极的锂离子脱离碳素材料的小孔,返回正极。回到正极的锂离子的数量越多,电池的电量使用的就越多,剩余电量就越少。

  影响电动汽车与燃油汽车成本的主要因素包括:电池价格、车身大小(影响燃料经济性与电动汽车的电池尺寸)、燃料价格以及年行驶里程。

  1.获得许可在中国境内销售的纯电动商用车、插电式(含增程式)混合动力汽车、燃料电池商用车;2.符合新能源汽车产品技术标准; 3.通过新能源汽车专项检测,符合新能源汽车标准; 4.新能源汽车生产企业或进口新能源汽车经销商在产品质量保证、产品一致性、售后服务、安全监测、动力电池回收利用等方面符合相关要求。

  电池价格方面,对于以锂镍锰钴811/石墨为电极材料、产能规模在7.5~35吉瓦时/年、电池容量为70~80千瓦时的电池而言,到2030年的成本可降至100~122美元/千瓦时,与欧盟(93美元/千瓦时)、中国(116美元/千瓦时)和日本(92美元/千瓦时)的成本下降目标十分接近。

  内部短路是由电池的正负极直接接触,当然接触的程度不同,引发的后续反应也差别很大,通常由机械和热量滥用引起的大规模内部短路将直接导致热滥用。引发内部短路原因同样复杂,比如锂离子电池过度充电,枝晶积累到一定程度导致刺穿电池隔膜,从而发生内部短路 或是碰撞、穿刺伤害之后直接导致正负极接触而导致热失控。与外部因素产生的内部短路相比,源于电池制造过程中自发的缺陷而引起的内部短路,程度比较轻微,先天内部短路产生的热量很少,并不会立即触发热失控。而且这种内在缺陷会经过一段时间才会演化为程度较轻的内短路。

  康盛股份还向长江商报记者表示,公司从上游电机、秒速赛车软件:电控、电空调及动力总成,到下游整车制造,全产业链版图布局完善将有望使公司迎来新的发展机会,在新能源汽车激烈的竞争市场和巨大的发展空间中抢得先机。

  拥有了雄厚的新能源客车技术资源的中植汽车,并不打算涉足新能源乘用车的整车制造。 陈汉康曾公开表示,乘用车要比商用车市场大得多,产业布局也更加完善,中植汽车介入乘用车制造领域的优势并不明显,很难发挥其价值。

  电动汽车与燃油车成本的差距会随着行驶里程的增加逐渐减少,但电池的价格和汽油的价格对该差距的影响超过了车身大小。例如,电池价格等于400美元/千瓦时,电动汽车的竞争力非常小,燃油汽车将是更经济的选择。

  如果电动汽车电池价格较低,汽油价格较高,每日行驶里程较高时,选择小型的电动汽车或插电式混合动力汽车比小型的燃油汽车更经济划算。例如,电池价格为120美元/千瓦时、汽油价格高于今天的水平,那么无论行驶里程的长短,纯电动汽车都将是更经济的选择。如果电池价格等于260美元/千瓦时,则行驶里程超过3.5万公里/年,油价达到1.5美元/升时,才是更经济的选择。

  对于大型电动公交车来说,如果电池价格低于260美元/千瓦时,行驶4~5万公里/年的电动公交车在具有高柴油税制度的地区具有成本竞争力。

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  据外媒报道,提升电池容量非常关键,有助于提升电动车的续航里程数。为此,许多科研机构将目光放到了锂-氧电池(Lithium-oxygen batteries)。

  麻省理工学院的研究人员在便条中写道:“该研究发现提供了无限良机,新电池技术使得锂-氧电池有望击败锂离子电池及其他储能技术。”

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