鉅大LARGE | 點擊量:786次 | 2021年04月08日
汽車蓄電池為何更偏向于使用鉛酸電池,而非鋰離子電池呢?
作為汽車的啟動電源,鉛酸蓄電池一直在該領域占據著統治地位。所以就有人疑惑,可以把鉛酸蓄電池換成鋰離子電池嗎?其實從技術層面上來說,鋰離子電池設計成啟動電源是可行的,而且國外也有公司做過了。
但是目前來看還是鉛酸蓄電池更適合現在的情況,目前車用蓄電池大部分以閥控密封鉛酸蓄電池為主。
這就奇怪了,為何近幾年發展神速的鋰離子電池,并沒有普及到蓄電池上呢?
我們了解鋰離子電池以重量輕、能量密度高、綠色環保等特點,近幾年被廣泛用于新能源汽車動力鋰電池領域,而在汽車蓄電池方面卻很少見到鋰離子電池的蹤影,這是為何呢?
首先,安全。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
鋰離子電池之所以沒有在汽車蓄電池領域普及,很大一個原因是安全,這與鋰離子電池自身的屬性不無關系。據了解,鋰離子電池的放電溫度為-20度~60度,充電溫度為0度~45度,并且碰撞易導致起火、爆炸。可以說,鋰離子電池最怕高溫、低溫。
打開過發動機蓋的朋友都了解,傳統燃油車發動機的工作時的溫度非常高,并且要維持一個最佳工作溫度,為了保持在這一范圍,發動機缸體會通過各種途徑將內部的多余熱量傳到至發動機艙,從而引至車外。此時發動機艙的溫度就可想而知了。
更何況現在不少車輛都配備了渦輪增壓器,而渦輪增壓利用的是發動機尾氣驅動,溫度一般在400-500度,這樣的高溫對普通鋰離子電池來講,無疑是一場災難。
除了溫度之外,碰撞擠壓關于鋰離子電池來說也是無法承受的。我們了解大部分汽車蓄電池都被布置在了汽車發動機艙,而假如車輛配備的鋰離子電池萬一發生交通事故,鋰離子電池受到擠壓,結果很可能是起火或爆炸,帶來二次傷害,甚至還會成為傷害車內成員的元兇。
其次,性能與成本。
一般來講鋰離子電池的性能是比較出眾的,這里為何還會討論它的性能呢?事情遠沒那么簡單,來來跟小編簡單算一筆賬。
鋰離子電池在低溫下的放電效率是非常低的,因此假如要啟動車輛,就要平時5倍以上的電池組同時供電,我們以小型車常用的40安時的電瓶計算,行業中的引領品牌松下三星18650型電池的容量可以達到2900毫安時,并聯14節左右才能達到40安時的容量;
另一方面,如要提升電壓到啟動電池那么高,起碼要再串聯4組,即14*4=56節,我們以一節高容量電池20元計算,鋰離子電池要花費1120元,這個費用相關于三四百元的鉛酸電池來講,高出不少。
還有,汽車啟動時電瓶要以100安時以上的瞬間電流放電,因而電池起碼要滿足5C(5倍率放電)才可以,這一點鉛酸電池可以輕松做到,鋰離子電池則不同,鋰離子電池在高倍率下性能會迅速下降大電流會直接影響鋰離子電池的壽命,新增使用成本。
還有一點,鋰離子電池不能在充放的同時接受電能的補充,一旦對充放的鋰離子電池進行電能補充,很可能會自燃或爆炸,這一點也極大限制了它在汽車上的使用。
假如鋰離子電池安全躲過了夏季的高溫和冬季低溫的折磨,但是假如你要經常用車的話,鋰離子電池就會被動長期處于滿電狀態。而鋰離子電池本身就不適合長期處于滿電狀態,否則就影響電池壽命。1、PACK:降價空間不大。PACK環節主流大廠目前均為自行加工,不進行外包,成本控制已經做得相當到位,降價空間不大。而就第三方外包pack公司來看,由于進入壁壘較低,pack業務的毛利率只有15%,壓價空間也不大。此外,由于安全性的考慮,成本較高的軟包pack路線被應用的比例越來越大,未來單體pack成本還可能上升。但是考慮到技術改進下系統能量密度的逐漸提升而pack的花費相對較為固定,單位能量的pack成本會有所下降。按照17年提升10%計算,單位能量的pack成本降幅可以達到5%。
2、BMS:重要為設計成本,存降價空間。BMS成本重要為設計成本,制造成本相對固定。設計成本前期投入大,后期隨著規模擴張能夠得到一定攤薄。由于此前市場以客車BMS為主,技術要求相對較低,電芯廠大多能夠自行解決。未來市場重心遷移至乘用車后,BMS環節可能需交由更為專業的汽車電子設計公司外包完成,這塊成本可能會上升,但判斷17年這一趨勢可能還不明顯。綜合規模攤薄、系統能量密度提高等因素,判斷17年BMS環節降成本空間達到10%。
3、正極材料:LFP材料存在降價空間,NCA與NCM材料降價空間不大。正極材料價格與兩塊相關,一塊是重要的原料電池級碳酸鋰,另一塊是前驅體,磷酸鐵鋰與鐵礦石相關、三元路線則與鎳、猛、鈷等有色金屬價格相關。電池級碳酸鋰價格從16年年底開始保持平穩,在13萬元/噸的水平。從龍頭天齊鋰業與贛鋒鋰業最新披露的情況來看,17年市場需求穩定上升20%左右,中高端級別需求更大,考慮到上游仍較高的毛利率水平(天齊毛利率60%、贛鋒35%)與下游強烈的壓價意愿,電池級碳酸鋰價格可能緩緩回落至10萬/噸的水平。
前驅體方面,鎳價與錳價保持穩定,但鈷價17年以來出現暴漲。三元材料價格也因此跟隨上漲,NCM523已從年初14萬元/噸上漲至目前的19萬元/噸。隨著市場回歸理性與電池級碳酸鋰的平穩降價,預計未來三元材料價格將有所回落,但判斷17年仍將保持5%左右中樞的漲幅。磷酸鐵鋰正極材料17年價格逐月下降,目前已在8.5-9萬元水平,較年初10萬元水平下降了10%-15%,預計17年中樞降幅在20%。
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