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鬧劇里的動(dòng)力電池續(xù)航焦慮 6道問(wèn)題了解電動(dòng)汽車動(dòng)力電池方面的發(fā)展情況

工程師鄧生 ? 來(lái)源:吳曉波頻道 ? 作者:月半|李夢(mèng)清 ? 2021-01-19 17:32 ? 次閱讀
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傳播是一門藝術(shù),信息最好處理得像擊鼓傳花一樣,一秒之內(nèi)人傳人。

1月16日,第七屆中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)論壇上,百人會(huì)副理事長(zhǎng)、中科院院士歐陽(yáng)明高在演講時(shí)說(shuō)了一句:

“如果某一位說(shuō),它(指車)既能跑1000公里、又能幾分鐘充完電,而且還特別安全、成本還非常低,那大家不用相信,那是不可能的?!?/p>

一些傳播者為了讓擊鼓傳花跑得更快,一轉(zhuǎn)手加工,原話變成了“如果有人告訴你,這個(gè)車能跑1000公里,幾分鐘充滿電,還很安全。以目前的技術(shù),他一定是騙子?!?/p>

“好巧不巧”,那天的百人論壇上,一些企業(yè)恰好展示了自己在汽車電池方面的技術(shù)突破和未來(lái)前景。更早幾天,股價(jià)飛了天的蔚來(lái)也開(kāi)了新車發(fā)布會(huì),其中的最激動(dòng)人心的技術(shù)宣傳,就在于新車搭載的“固態(tài)電池”上,并附帶以下關(guān)鍵詞:“快充”“續(xù)航超1000公里”“更安全”。

正常人的腦洞瞬間就把他們硬湊到了歐陽(yáng)院士的槍口——他們不會(huì)就是院士說(shuō)的騙子吧?

只有歐陽(yáng)院士本人覺(jué)得委屈,就技術(shù)論技術(shù),這個(gè)鍋我可不背。

更何況,如果翻閱當(dāng)天歐陽(yáng)院士的完整講話,就會(huì)發(fā)現(xiàn)他對(duì)于中國(guó)新能源車的前景極其看好,他的PPT上寫道:

“只有實(shí)現(xiàn)新能源汽車大規(guī)模發(fā)展才能實(shí)現(xiàn)新能源革命,只有實(shí)現(xiàn)新能源革命才能實(shí)現(xiàn)中國(guó)碳中和目標(biāo)。”

換言之,歐陽(yáng)院士心里巴不得老百姓趕緊用上“充電幾分鐘、續(xù)航1000公里又安全”的電動(dòng)車。

畢竟,科學(xué)家的使命是研發(fā),又不是打假。

只可惜,傳播學(xué)的游戲規(guī)則不是這么玩的,“技術(shù)上是不可能”哪有“這個(gè)人是騙子”更具傳染性。

但也怨不得人們對(duì)于騙子一詞敏感。

從樂(lè)視首開(kāi)PPT造車的風(fēng)氣以來(lái),一些企業(yè)在做產(chǎn)品宣傳時(shí),無(wú)論是汽車還是電子產(chǎn)品,在這個(gè)越硬核越能發(fā)光的時(shí)代,都樂(lè)得先講些技術(shù)方面的“好消息”。

至于好消息什么時(shí)候發(fā)生,就顯得不那么重要了。

而且資本市場(chǎng)也給足了面子,蔚來(lái)發(fā)布會(huì)后,與固態(tài)電池相關(guān)的企業(yè)股價(jià)飛漲,而依舊遵從原來(lái)生產(chǎn)方式的公司股價(jià)應(yīng)聲下跌,看得人云里霧里。

信還是不信?歐陽(yáng)院士的觀點(diǎn)恰好在對(duì)的時(shí)間撥開(kāi)了這層迷霧。

這場(chǎng)鬧劇,隨著各大企業(yè)的辟謠和專業(yè)解讀,慢慢也將告一段落。

不過(guò)有個(gè)教訓(xùn)還是值得吸取,汽車畢竟是除了房子以外最大的耐用消費(fèi)品,而新能源汽車勢(shì)必將成為我們以后生活中不可或缺的選項(xiàng)。未來(lái)這個(gè)車到底要怎么買,怎么才能看破PPT上的玄機(jī),如何做出正確的消費(fèi)決策或投資決策?

借由這個(gè)機(jī)會(huì),小巴列了6道問(wèn)題,問(wèn)了兩位汽車領(lǐng)域的資深專家,希望他們的回答能夠幫助各位更了解電動(dòng)汽車,尤其是在動(dòng)力電池方面的發(fā)展情況。

PPT上得來(lái)終覺(jué)淺,須知此事要躬行,今天就從電池開(kāi)始。

Q1

固態(tài)電池與液態(tài)電池有哪些具體的區(qū)別?

張健

建約車評(píng) 編輯

簡(jiǎn)單說(shuō),固態(tài)電池與現(xiàn)在我們熟悉的液態(tài)電解質(zhì)鋰離子電池,都屬于鋰電池的范疇,運(yùn)行原理都一樣,鋰離子在正負(fù)極之間嵌入和脫出的過(guò)程,就是電池充電和放電的過(guò)程。

不同在于,當(dāng)前所用的鋰電池,電解質(zhì)為液態(tài)。固態(tài)電池的電解質(zhì)為固態(tài)。而之所以要用固態(tài)電解質(zhì),最重要的原因是追求更高的能量密度。如何實(shí)現(xiàn)更高的能量密度?通過(guò)提高正極和負(fù)極的比能量。當(dāng)前的鋰電池,負(fù)極為石墨材料(碳),通過(guò)在石墨負(fù)極中添加硅,能提高負(fù)極的比能量;再下一步,是用硅完全替換石墨;再再下一步,是用鋰金屬做負(fù)極。

要用鋰金屬做負(fù)極,需要把液態(tài)電解質(zhì)(即電解液)替換成固態(tài),這是因?yàn)殇嚱饘俜浅;钴S,無(wú)法“容忍”和電解液接觸,而更惰性的固態(tài)電解質(zhì),則可以在與鋰金屬的接觸中保持穩(wěn)定。所以,人們追求“固態(tài)電池”,實(shí)際上是在追求“鋰金屬做負(fù)極的電池”。

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以上所說(shuō)的鋰金屬固態(tài)電池,我們可以稱之為“全固態(tài)電池”。它的實(shí)現(xiàn)可以說(shuō)還很遙遠(yuǎn),按照目前公開(kāi)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,部分企業(yè)只在電池單層疊片層面(比電芯還要?。?shí)現(xiàn)了很好的性能,這距離真正的電池包裝車、通過(guò)車規(guī)級(jí)的各項(xiàng)測(cè)試驗(yàn)證,還有很長(zhǎng)的路途。

測(cè)試驗(yàn)證通過(guò)后,還需要確保這樣的電池能夠大批量、高效率生產(chǎn),能夠降低成本,這些動(dòng)作都還沒(méi)有做,因此它和當(dāng)前的電池成本相差多少,無(wú)從談起。

賈新光

中國(guó)汽車流通協(xié)會(huì)常務(wù)理事

目前,全球沒(méi)有已實(shí)現(xiàn)可以商業(yè)化裝車的固態(tài)電池。之前歐洲和日本對(duì)固態(tài)電池的研發(fā)寄予了很大的希望,原先預(yù)期是2020年可以出來(lái),但目前還存在一些問(wèn)題,比如穩(wěn)定性的問(wèn)題、安全性的問(wèn)題、成本高的問(wèn)題等等。

2020年12月10日有媒體報(bào)道,特斯拉宣布它的固態(tài)電池能量密度達(dá)到現(xiàn)有鋰離子電池的4倍,15分鐘充電80%,但即便已經(jīng)有了這個(gè)技術(shù),也預(yù)計(jì)要在2024年才正式投入生產(chǎn);國(guó)內(nèi)來(lái)說(shuō),國(guó)軒高科預(yù)計(jì)是在2021年開(kāi)始生產(chǎn),2025年才能生產(chǎn)出高密度的固態(tài)電池;當(dāng)升科技表示是固態(tài)電材料得到了用戶認(rèn)可,但沒(méi)有說(shuō)電池的投產(chǎn)計(jì)劃。

總之大家的對(duì)外表述都很模糊,反映出我們?cè)谶@方面的研究有一定進(jìn)展,但遠(yuǎn)沒(méi)有到投入實(shí)用的地步。

Q2

作為消費(fèi)者,需要了解的知識(shí)點(diǎn)有哪些?如何避免自己被這類“技術(shù)噱頭”忽悠?

賈新光

中國(guó)汽車流通協(xié)會(huì)常務(wù)理事

企業(yè)的宣傳從來(lái)就存在一點(diǎn)水分,更何況有的企業(yè)會(huì)做虛假、夸大的宣傳,比如蔚來(lái)此次所謂的固態(tài)電池,其實(shí)是半固態(tài)電池;一些新技術(shù),在沒(méi)有得到市場(chǎng)考驗(yàn)的情況下,很難保證性能和質(zhì)量。一些真正決定用戶實(shí)際使用體驗(yàn)的東西,也需要消費(fèi)者在購(gòu)買時(shí)多加考慮,不要盲目追新。

張健

建約車評(píng) 編輯

作為消費(fèi)者,可以把“全固態(tài)電池”和“半固態(tài)電池”當(dāng)作兩種產(chǎn)品來(lái)看待。

例如近期蔚來(lái)所提的“固態(tài)電池”,實(shí)際上遠(yuǎn)不是固態(tài)電池,因?yàn)樗呢?fù)極并不是鋰金屬,而是繼續(xù)采用石墨基礎(chǔ),可能會(huì)添加一些硅,再在液態(tài)電解質(zhì)中加入一些凝膠狀的材料,總之目的是提高電池的能量密度,是對(duì)當(dāng)前電池的一種改良,而不是真的固態(tài)。

消費(fèi)者可能不容易理解二者的區(qū)別,但只要能夠明確:

① 是不是全固態(tài)?

② 是不是鋰金屬負(fù)極?如果二者都不是,那么可以斷定這不是顛覆性的技術(shù),只是改良。

改良不見(jiàn)得是忽悠,但有些時(shí)機(jī)或者場(chǎng)景下,確實(shí)容易給人一種搞“噱頭”之嫌。

Q3

中國(guó)在汽車電池領(lǐng)域大致水平如何?

張健

建約車評(píng) 編輯

在電動(dòng)汽車所用的動(dòng)力電池領(lǐng)域,中國(guó)處于世界領(lǐng)先水平。

1. 從能量密度層面,寧德時(shí)代NCM811三元電池,基本接近全世界最高水平(240Wh/kg vs 260Wh/kg)。

2. 從成本方面,寧德時(shí)代和比亞迪,分別在三元電池和磷酸鐵鋰電池,處于全世界最低。

3. 從市占率來(lái)看,2020年寧德時(shí)代全球排名第一、比亞迪第四,前九名當(dāng)中有五家中國(guó)公司。

4. 世界范圍看,前幾年的領(lǐng)先者一直是松下,但2020年LG裝機(jī)量大幅增長(zhǎng),超過(guò)了松下,且威脅到了寧德時(shí)代的位置。

與寧德時(shí)代相比,LG的國(guó)際市場(chǎng)份額較為均衡,在歐洲有很大的占比;但未來(lái)幾年寧德時(shí)代也會(huì)在歐洲建廠、開(kāi)拓市場(chǎng),預(yù)計(jì)幾年之內(nèi)二者會(huì)持續(xù)爭(zhēng)奪全球第一的位置。

更長(zhǎng)期來(lái)看,特斯拉會(huì)在動(dòng)力電池領(lǐng)域成長(zhǎng)為超級(jí)玩家——當(dāng)前特斯拉還沒(méi)有開(kāi)始自己生產(chǎn)電池,但是已經(jīng)在試生產(chǎn),并且隨著其電動(dòng)車銷量不斷增長(zhǎng),特斯拉已經(jīng)把松下、LG、寧德時(shí)代三家都拉入了自己的電池供應(yīng)商行列(2020年之前只有松下一家供給特斯拉)。

未來(lái)幾年,特斯拉會(huì)繼續(xù)從這些廠商大量采購(gòu)電池,并逐漸建設(shè)自己的自產(chǎn)電池能力。

Q4

現(xiàn)階段有哪些續(xù)航焦慮?

張健

建約車評(píng) 編輯

里程焦慮,可分為三方面來(lái)看:

1. 電池能量密度低,導(dǎo)致電動(dòng)車?yán)m(xù)航上不去,造成里程焦慮;

2. 充電速度慢、時(shí)間長(zhǎng)、找充電樁不方便,導(dǎo)致電動(dòng)車用戶焦慮;

3. 冬天電池衰減嚴(yán)重,實(shí)際里程比理論里程縮水嚴(yán)重,所以焦慮。

其實(shí),2020年,很多主流的電動(dòng)車產(chǎn)品已經(jīng)達(dá)到了600-700km續(xù)航里程,這已經(jīng)接近了燃油車的續(xù)航能力。所以,雖然電池的能量密度需要不斷提升,但目前電動(dòng)車?yán)m(xù)航已經(jīng)接近了與燃油車抗衡的水平。

充電慢、充電難,則需要一邊建設(shè)更多充電樁,一邊研發(fā)更先進(jìn)的充電技術(shù),讓“10分鐘充80%”成為現(xiàn)實(shí)。

Q5

制約電動(dòng)車走向更廣泛應(yīng)用的限制還有哪些?

張健

建約車評(píng) 編輯

除了續(xù)航焦慮之外,電動(dòng)車需要更低的成本——因?yàn)橛秒姳旧肀扔糜捅阋?。如果同樣?jí)別的電動(dòng)車價(jià)錢達(dá)到了與燃油車持平,那么最廣大的基盤市場(chǎng)即普通百姓的用車,自然會(huì)選擇更經(jīng)濟(jì)的電動(dòng)車。電動(dòng)車成本下降,主要是電池成本的下降。行業(yè)普遍預(yù)測(cè),2023年左右,電動(dòng)車的價(jià)格能降到與燃油車持平的水準(zhǔn)。

解決了里程問(wèn)題、解決了經(jīng)濟(jì)問(wèn)題,再加上電動(dòng)車本身的駕駛操控優(yōu)勢(shì)、智能化優(yōu)勢(shì),其對(duì)燃油車的替換將會(huì)迎來(lái)非常迅猛的勢(shì)頭。這將會(huì)在2025年之前發(fā)生。

賈新光

中國(guó)汽車流通協(xié)會(huì)常務(wù)理事

首先,電池重量是一個(gè)很大的問(wèn)題。

舉個(gè)例子,如果一輛車的續(xù)航里程要達(dá)到1000公里,那么就需要裝載一噸半的電池。一噸的自重加一噸半的電池,這就太重了,等于背著電池跑路。而且電池裝得越多越貴。

國(guó)內(nèi)在汽車的輕量化方面做得很差,車身減輕,同樣的電池就可以多跑路程,還可以多裝電池,就能跑得更遠(yuǎn)。特斯拉采用鋁車身,有些地方采用碳纖維來(lái)減輕車重,國(guó)內(nèi)還是傳統(tǒng)的鋼板車身,自重很大。

另一個(gè)核心的突破是要提高電池的能量密度,同樣重量的電池,能有更長(zhǎng)的續(xù)航。發(fā)展固態(tài)電池的目的就是要提高能量密度。

第三要降低價(jià)格。舉個(gè)例子,一輛20萬(wàn)的車,10萬(wàn)買的是電池,續(xù)航里程長(zhǎng),電池裝得多,價(jià)格就更高。

Q6

資本、企業(yè)、政府各自扮演了什么樣的角色?

張健

建約車評(píng) 編輯

企業(yè):

1. “造車新勢(shì)力”:互聯(lián)網(wǎng)基因,追求創(chuàng)新,軟件驅(qū)動(dòng),包括特斯拉也可以歸入此類。它們扮演了鯰魚角色,驚醒百年傳統(tǒng)的汽車行業(yè)。

2. 傳統(tǒng)車企:面臨巨大的轉(zhuǎn)型壓力,需要打造全然不同的產(chǎn)品,首先要重構(gòu)自己的組織、文化、流程。預(yù)計(jì)傳統(tǒng)車企會(huì)加速淘汰、頭部聚集。

3. 科技企業(yè):蘋果、華為、百度,甚至滴滴、小米、阿里、騰訊、美團(tuán)……因?yàn)榛ヂ?lián)網(wǎng)的下一場(chǎng)革命在車機(jī),所以這些中國(guó)的科技企業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)巨頭,都不會(huì)坐視這場(chǎng)智能電動(dòng)車的變革而不顧,但其中可能只有一兩個(gè)可以突圍。

政府:

過(guò)去10年里已經(jīng)用電動(dòng)車補(bǔ)貼政策、雙積分政策等,讓我們建立了當(dāng)前世界上最大的電動(dòng)車市場(chǎng),以及相關(guān)零部件產(chǎn)業(yè)鏈。未來(lái)補(bǔ)貼基本退坡完畢,政府的角色主要還是宏觀政策調(diào)控,例如限購(gòu)政策、碳積分政策等,來(lái)影響企業(yè)的研發(fā)和轉(zhuǎn)型,影響消費(fèi)者的購(gòu)買行為。

資本:

個(gè)人看法,過(guò)去幾年的“互聯(lián)網(wǎng)造車”狂潮,招引了不少的資本加入,但事實(shí)證明唯有頭部幾家能夠突出重圍,取得下一場(chǎng)競(jìng)賽的入場(chǎng)券??赡茉谖磥?lái)幾年里,對(duì)資本方來(lái)說(shuō)最重要的仍然是“選對(duì)人”——選擇正確的組織,能夠進(jìn)入智能電動(dòng)車和自動(dòng)駕駛競(jìng)爭(zhēng)的車企,最終數(shù)量一定會(huì)大大少于今天中國(guó)的車企數(shù)量。

賈新光

中國(guó)汽車流通協(xié)會(huì)常務(wù)理事

國(guó)家、企業(yè)一直都不遺余力地在推動(dòng)新能源汽車的發(fā)展,但是配套方面還是落后。有些地方建立了一些充電樁,但是管理不善,無(wú)法使用,純粹擺樣子。

在聲音混雜的時(shí)候,一些權(quán)威的機(jī)構(gòu)、專家或者媒體,要出來(lái)說(shuō)話,澄清事實(shí),講清概念,讓大家更清醒。1月16日新能源汽車百人會(huì)論壇上,歐陽(yáng)明高院士提出的一些看法,就是起到了這個(gè)作用,他告訴人們對(duì)于這一領(lǐng)域出現(xiàn)的新技術(shù)新概念要有更科學(xué)的認(rèn)知,不要受騙。

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    作為新能源汽車和儲(chǔ)能系統(tǒng)的核心組成部分,動(dòng)力電池的氣密性直接關(guān)系到電池的安全性、耐久性和整體性能。因此,動(dòng)力電池氣密性檢測(cè)已成為電池生產(chǎn)過(guò)程
    的頭像 發(fā)表于 12-21 14:15 ?672次閱讀
    <b class='flag-5'>動(dòng)力電池</b>氣密性檢測(cè):<b class='flag-5'>了解</b>檢測(cè)儀的測(cè)試原理

    汽車電池焊接新選擇:直流動(dòng)力電池氣動(dòng)點(diǎn)焊機(jī)

    汽車電池焊接新選擇:直流動(dòng)力電池氣動(dòng)點(diǎn)焊機(jī)
    的頭像 發(fā)表于 10-17 11:28 ?629次閱讀

    電動(dòng)力電池和普通鋰電電池分辨外觀方法

    電動(dòng)力電池和普通鋰電電池在外觀上有一些可以分辨的特征,以下是一些具體的分辨方法: 一、貼紙與標(biāo)識(shí) 鋰電動(dòng)力電池 : 外表面通常有一個(gè)圓形的貼紙,上面會(huì)標(biāo)明電池類型(如
    的頭像 發(fā)表于 10-15 16:13 ?2754次閱讀

    動(dòng)力電池阻抗分析

    動(dòng)力電池作為電動(dòng)汽車、儲(chǔ)能系統(tǒng)以及其他便攜式電子設(shè)備的關(guān)鍵組件,其性能穩(wěn)定性和安全性至關(guān)重要。阻抗分析作為一種有效的電池性能評(píng)估手段,在電池研發(fā)、生產(chǎn)及應(yīng)用過(guò)程中發(fā)揮著不可替代的作用。
    的頭像 發(fā)表于 10-10 16:27 ?1753次閱讀

    【干貨】新能源汽車動(dòng)力電池詳解

    動(dòng)力電池系統(tǒng)指用來(lái)給電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)提供能量的一種能量?jī)?chǔ)存裝置,由一個(gè)或多個(gè)電池包以及電池管理(控制)系統(tǒng)組成。動(dòng)力電池組成
    的頭像 發(fā)表于 08-23 17:15 ?5094次閱讀
    【干貨】新能源<b class='flag-5'>汽車</b><b class='flag-5'>動(dòng)力電池</b>詳解

    低溫環(huán)境下電加熱膜在動(dòng)力電池組上的應(yīng)用

    動(dòng)力電池組作為電動(dòng)汽車的核心能量?jī)?chǔ)存單元,其性能和壽命對(duì)于電動(dòng)汽車續(xù)航里程、充電速度和安全性等方面具有重要影響。低溫環(huán)境下
    的頭像 發(fā)表于 08-01 08:36 ?5417次閱讀
    低溫環(huán)境下電加熱膜在<b class='flag-5'>動(dòng)力電池</b>組上的應(yīng)用

    溫度是如何對(duì)動(dòng)力電池的性能造成影響?

    動(dòng)力電池作為電動(dòng)汽車的“心臟”,其性能直接決定了電動(dòng)汽車續(xù)航里程、加速性能以及整體使用體驗(yàn)。然而,動(dòng)力電池的性能受溫度影響顯著,過(guò)高或過(guò)低
    的頭像 發(fā)表于 07-16 14:48 ?1936次閱讀