统计数据显示,上半年电芯在电动汽车上的装机率仅为3.7%,相比于年全年6.7%的装机率来说可谓直线缩水。有专业人士认为即将在年正式退出电动汽车历史舞台。
作为最早被应用于电动汽车领域的动力电池,已经在此领域“兢兢业业”地服役了十多年,服役期间的一致性表现也得到市场充分的肯定。那么,究竟是什么原因导致装机率的陡然下降?真的会退出电动汽车历史舞台吗?
最早的电动汽车动力电池
电芯最早是由日本SONY公司研发生产的直径为18mm、高为65mm的圆柱形电芯。作为一款标准型号电芯,凭借较好的批量生产一致性和较低的生产成本而广泛应用于3C数码、电动工具等领域。
年特斯拉与松下合作,将钴酸锂电池创新运用在特斯拉首款纯电动车型Roadster上,而也成为了最早被应用于电动汽车上的动力电池。电动汽车的耗能之大以及对电池性能要求之高不是一般小型电器所能比拟的,特斯拉在世纪初研发电动汽车时,是当时技术最成熟的电池,电池结构稳定而且适配能力强,综合性能突出。
比一般的锂聚合物软包电池和液态电解液软包电池具有更好的导电性,极低的内阻在保证电芯之间具有较高一致性的同时有利于大幅度降低电池的自耗电,提升电池的续航能力。其次,电芯具有高组合性,任意的串联或并联组合方式使得它的利用便利性极高。最重要的是,具有较高的安全性能,每只电芯都有一个安全阀,能够有效降低内部压力过大引发的爆炸几率,这对于电动汽车来说至关重要。
时过境迁,随着电动汽车产业的飞速发展,动力电池技术也在不断更新和迭代,而曾经凭借优良性能得到特斯拉青睐的的诸多优势逐渐被缺点所掩盖。
由于单体容量较低,所以使用的电动汽车需要更多数量的电芯才能实现更强大的续航能力。而单体数量的增加就会导致电池包重量的增长,抵消掉了原本“低质量、高容量”的优势。另外,增加的单体使得电池包保持高度一致性的难度加大,也对电池管理系统提出了更高的要求。这就在无形中增加了电池组发生热失控的概率,为电动汽车自燃埋下隐患。
替代品电池诞生
鉴于存在的缺点,年初特斯拉和松下联合研发的新型电池开始量产。相比,电池的单体容量提升了35%,单体容量提升后,单体电池的能量密度更高,同等能量下所需电池单体的数量可减少约1/3。大幅度降低单体数量后,电池包一致性有利于得到保障,也有利于降低电池系统的管理难度,进而提升电池包的安全性。
另外,单体数量的降低也能减少电池pack的金属结构件。最终,单体质量更高的电池包整体实现比电池包下降10%左右的重量,大幅度提高了电动汽车的节能环保性。
此外,随着电动汽车产业的发展,大量外部资本的跨界进入极大地增加了电动汽车产业竞争的激烈程度,所以各大车企急需考虑降低生产成本以提高盈利空间。与的性能和成本相比,的低性价比也就成为它被淘汰的另一重要原因。数据显示,特斯拉Model3使用电池包后仅电池系统成本就可以下降约9%。
装机率不断受挤压
目前,在国内电动汽车使用的电池主要分为三类:圆柱型电池、软包电池和方形电池。根据《电池中国》及整车出厂合格证数统计数据显示,上半年圆柱型电池装机率为8.9%,相比于全年12.6%的装机率下降了3.7%;软包电池上半年装机率为9.1%,比全年13.3%的装机率下降4.2%;而方形电池在上半年装机率由全年74.1%增长到82.1%,方形电池装机率实现8%的高度增长,也进一步拉大了与软包电池、圆柱型电池之间的市场份额差距,可见方形电池在动力电池市场占据绝对主流地位。
事实上,仅从单体电池性能上来说,软包电池相比于方形电池和圆柱型电池具有更好的电池内部一致性、更低的内阻以及更长的使用寿命。但是软包电池缺点也很明显,其中最重要的是软包电池由于使用铝塑材料的外包装,在有效降低单体电池重量的同时却降低了电池膜的物理强度,在成组技术不成熟的情况下有可能会发生电池漏液等状况的发生。
相对于开发成本较高的软包电池,方形电池则由于结构简单、能量密度较高而研发成本较低等特点受到了越来越多车企的青睐。在安全性方面,由于方形电池成组电池数量少,可以有效降低电池热管理难度,从侧面有助于提升电池包的安全性。
值得指出的是,方形电池目前通常可以根据车企要求进行定制,例如蔚来使用的宁德时代生产的方形电池便是宁德时代为之特别定制。但是个性定制的背后是产品型号的复杂和生产标准的不统一,这在很大程度上影响到方形电池形成规模效应降低生产成本。
圆柱型电池是否会就此退出历史舞台呢?没有人敢轻易下结论,但是多数专业人士并不看好圆柱型电池的未来。随着向小鹏汽车等头部新势力车企纷纷放弃圆柱型电池改用方形电池的趋势来看,电池确实走在越来越边缘化的道路上。随之而来的是方形电池等一致性更好、安全性更高、研发成本更低的电池组的逐渐普及。
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