3,、錳酸鋰電池適用于插電式混動(dòng)客車
錳酸鋰電池具備功率性能、放電倍率性能,、低溫性能好,,電壓頻率高的特點(diǎn),且在三元上游原材料瘋漲的態(tài)勢(shì)下,,錳酸鋰的成本優(yōu)勢(shì)正在逐步突顯,。但在能量密度、高溫性能等方面仍然需要提升,。近年來,,錳酸鋰快充電池在插電式混動(dòng)客車領(lǐng)域占比增長(zhǎng)顯著,代表企業(yè)為中信國安盟固利,、億鵬新能源,、微宏動(dòng)力。
主要企業(yè) | 技術(shù)路線 | 單體能量密度 | 裝配車型充電倍率 | 壽命 |
盟固利 | 主要從管理系統(tǒng),、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面來解決,,從管理系統(tǒng)輸入解決電池?zé)崾Э貑栴},到電池安全閥設(shè)計(jì),,再到電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)解決散熱問題等,。 | 145Wh/kg | 3-5C | 8000次 |
億鵬能源 | 正極主要通過配合鎳酸鋰和改進(jìn)的電解液,實(shí)現(xiàn)快充功能和長(zhǎng)壽命,;負(fù)極采用多孔碳負(fù)極材料(碳納米管摻雜人造石墨負(fù)極),,通過多壁碳管增大其導(dǎo)電性及循環(huán)壽命。 | 123Wh/kg | 3-5C | 10000次 |
微宏動(dòng)力 | 采用高容量高功率錳酸鋰正極材料 | 170Wh/kg | 3-5C | 7000次 |
然而,,錳酸鋰電池在高溫條件下循環(huán)性能欠佳,,通過正極摻雜可以改善錳酸鋰電池高溫性能,但改性后的錳酸鋰材料已非“原來的錳酸鋰”了,。業(yè)內(nèi)常用“多元復(fù)合材料”,,正極采用三元材料和錳酸鋰混合體系,負(fù)極則采用多孔復(fù)合碳,,進(jìn)一步提升快充的性能,,但安全性仍然需要重點(diǎn)關(guān)注并不斷提升改進(jìn)。
4,、鈦酸鋰快充電池適用于純電動(dòng)客車
鈦酸鋰動(dòng)力電池是以負(fù)極材料命名,正極采用三元材料,,以珠海銀隆,、微宏動(dòng)力、天津捷威為典型企業(yè),。從性能來看,,鈦酸鋰電池的低溫性能優(yōu)越,、安全性和循環(huán)使用性能較好,作為快充電池的倍率性能也得到業(yè)界的肯定,。但是鈦酸鋰目前突出的問題有兩點(diǎn):其一,,能量密度相對(duì)較低,在政策,、市場(chǎng)均要求不斷提升能量密度的壓力下,,當(dāng)前鈦酸鋰的市場(chǎng)份額在整個(gè)動(dòng)力電池市場(chǎng)中占比較低。其二,,受高成本的小金屬材料如鈦,、鎳、鈷的影響,,鈦酸鋰電池成本明顯要高于其他體系,。
主要企業(yè) | 技術(shù)路線 | 單體能量密度 | 裝配車型充電倍率 |
珠海銀隆 | 主要采用一次顆粒40-60nm的鈦酸鋰材料,國內(nèi)其他多為150-350nm,,一次顆粒越小,,電子通過路徑變得更短,因此導(dǎo)電性相對(duì)更好,,更能實(shí)現(xiàn)大倍率充放電 | 91Wh/kg | 3-5C |
微宏動(dòng)力 | 改進(jìn)鈦酸鋰材料作為負(fù)極材料,,防止電解液于電極之間發(fā)生反應(yīng),有效地抑制普通鈦酸鋰電池常常遇到的脹氣問題,,延長(zhǎng)循環(huán)壽命,。 | 85-100Wh/kg | 3-5C |
天津捷威 | 生產(chǎn)鈦酸鋰鋰電池的技術(shù)管控高,從工藝設(shè)計(jì)及制作管控上解決鈦酸鋰脹氣問題,。 | 115Wh/kg | 6C |
制表:汽車之家行業(yè)評(píng)論員(據(jù)公開資料整理) |
鈦酸鋰電池在循環(huán)壽命方面明顯優(yōu)于其他體系快充型電池,,這因材料本身特性,即“零應(yīng)變”特性決定,。但其劣勢(shì)明顯,,能量密度較低,能量密度只有三元體系的一半左右,。再加之價(jià)格偏高,,目前大多是在快充公交上應(yīng)用,后續(xù)亟需尋求更高電壓的正極材料及匹配電解液來解決此缺陷,。
5,、快充新方向——鈦鈮氧化物負(fù)極材料
鈦鈮氧化物是基于鈦酸鋰的基礎(chǔ)上研發(fā)產(chǎn)生的,主要優(yōu)勢(shì)在于相對(duì)于鈦酸鋰?yán)碚撊萘?75mAh/g,,鈦鈮氧化物的理論容量在280mAh/g左右,。
2017年10月,東芝官方宣布已成功研發(fā)新一代車用鋰離子電池,有望在2019年商用,。該電池采用鈦鈮氧化物材料,,相對(duì)目前三元、磷酸鐵鋰等技術(shù),,實(shí)現(xiàn)顛覆性進(jìn)步,。新電池具備能量密度高、充電效率快等優(yōu)點(diǎn),,只需充電6分鐘就能達(dá)到90%的電量,,可行駛320公里。目前鋰電池平均需30分鐘才能充至80%電量,。
此外,,“石墨烯電池”的概念一直比較火熱,但行業(yè)內(nèi)也存在爭(zhēng)議,。在鋰電池中應(yīng)用,,石墨烯主要做負(fù)極活性材料和導(dǎo)電添加劑。單就快充能力來看,,采用石墨烯作為導(dǎo)電劑,,或用石墨烯包覆磷酸鐵鋰/三元鋰材料,能達(dá)到較好快充效果,。但綜合成本,、工藝難度等指標(biāo)來看,仍有很大挑戰(zhàn)性,。
三,、快充產(chǎn)品市場(chǎng)前景
能量密度高,充電快,,價(jià)格便宜,,這是用戶最期待的理想型動(dòng)力電池產(chǎn)品。然而“魚與熊掌不可兼得”,,在現(xiàn)有的鋰離子電池體系下,,倍率性能、能量密度,、壽命,、安全性、價(jià)格等動(dòng)力電池最重要的五個(gè)指標(biāo)都固定在比較穩(wěn)定的雷達(dá)圖里面,,提高任何一個(gè)指標(biāo),,其他的指標(biāo)相對(duì)來說都會(huì)受到損失。
快充類型 | 優(yōu)勢(shì) | 劣勢(shì) |
快充 | 1.充電時(shí)間短 2.運(yùn)營效率高 | 1.續(xù)航里程短 2.價(jià)格高 3.安全性低 4.循環(huán)壽命短 5.充電設(shè)施要求高 |
小快充 | 1.充電時(shí)間適中 2.運(yùn)營效率適中 3.續(xù)航里程適中 4.價(jià)格適中 5.安全性適中 6.循環(huán)壽命適中 7.充電設(shè)施要求適中 | |
慢充 | 1.續(xù)航里程長(zhǎng) 2.價(jià)格低 3.安全性高 4.循環(huán)壽命長(zhǎng) 5.充電設(shè)施要求低 | 1.充電時(shí)間長(zhǎng) 2.運(yùn)營效率低 |
制表:汽車之家 行業(yè)評(píng)論員 |
目前快充動(dòng)力電池主要應(yīng)用于新能源客車,,因其對(duì)城市及受眾單位選擇性強(qiáng),,即有相對(duì)財(cái)力支持的城市或單位,,比較傾向于快充型電池客車。但從市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿砜�,,未�?a class="ShuKeyWordLink" target="_blank">乘用車、專用物流車的增速及市場(chǎng)規(guī)模將高于客車,,因此未來快充型動(dòng)力電池的消費(fèi)結(jié)構(gòu)將會(huì)向這兩類車型偏移,。
根據(jù)電池中國數(shù)據(jù),2017年我國快充客車產(chǎn)量6486輛,,電池裝機(jī)量達(dá)597.52MWh,,占新能源客車總量的6%。其中,,快充客車產(chǎn)品充電倍率最高為6.42C,。倍率在3C-5C車型產(chǎn)量為4771輛,電池裝機(jī)量為480.68MWh,;倍率在5C-10C車型產(chǎn)量為1715輛,,電池裝機(jī)量為116.84MWh。目前快充客車快充倍率主要集中在3C-5C之間,。從電池類型來看,,2017年快充客車的電池材料主要以鈦酸鋰為主,裝機(jī)量為571.54Mwh,,占比95.65%,。
根據(jù)2017年4種類型動(dòng)力電池出貨量,1.54GWh錳酸鋰部分用于插電式混動(dòng)汽車,,部分滿足小快充要求,,16GWh三元電池汽車部分滿足小快充要求。整體來看,,三元快充電池適合乘用車,,磷酸鐵鋰、鈦酸鋰等快充電池適合客車,,錳酸鋰快充電池適合插電式混動(dòng)汽車,,鈦鈮氧化物或是快充新方向。(文/汽車之家行業(yè)評(píng)論員 史晨星)
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