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有人说,刀片式电池是新能源汽车行业的一次巨大冲击,但技术本身仅仅是生产力,而生产力引起的生产关系的变化是冲击的关键。在下一代电池材料系统发生重大变化之前,当高端电池供应不足和对低端电池需求不足之间的矛盾需要得到解决时,头电池厂商已经开始争夺未来五年的资源。年。
中国电动汽车动力电池技术路线的选择一直与政策密切相关。
从国家年新能源汽车产业计划出发,提出了明确的电池能量密度指标,在当时的技术条件下,几乎确定了三元电池对磷酸铁锂电池的反击。
电池性能的任何显着改善本质上都是电池材料系统的重大变化。因为每种类型的电池材料系统都有其能量密度上限。自年以来,磷酸铁锂锂电池的低潮与该政策关于续航里程和能量密度的指导意见直接相关。
甚至一直坚守磷酸铁锂电池路线的比亚迪也于年开始安装三元电池,并于年开始大规模转向三元电池。
从一开始,宁德时代就被选为同时使用两条腿走路的磷酸铁锂电池和三元电池,抓住了政策窗口,自年以来连续三年位居全球动力电池装机容量第一。
但是,当新能源补贴在年急剧下降,以及取消对动力电池行业准入白名单的限制时,技术路线和公司结构都发生了重大变化。
补贴下降,新能源汽车公司的成本压力增加。已经逐渐放弃的磷酸铁锂锂电池的成本优势已经显现。比亚迪是磷酸铁锂锂电池领域最早,最深入的耕ator者,于年5月注册威尔第(Verdi),并正式拆分动力电池业务。
在不受外国动力电池公司的限制的情况下,日韩公司迅速占领了中国市场。松下,SK,LGChem和三星SDI已在中国动力电池行业投资超过亿元人民币。
已获得家用3型电池订单的LGChem在年第一季度已成为全球最大的动力电池市场份额,而CATL已跌至第三位。韩国电池的发展速度已经给国内动力电池制造商带来巨大压力。
在这种情况下,为未来的技术路线选择主要动力电池巨头不仅是一个技术问题,更重要的是,在新能源汽车进入发展瓶颈期后,如何尽一切可能在有限的市场中竞争。资源。
宁德时代CTPvs比亚迪刀片电池?
尽管它们都是从电池直接到电池组的``非模块化,但CATL中的CTP(CelltoPack)和BYD刀片电池的想法实际上是不同的。
在宁德时代,CTP本质上是动力电池供应商,已渗透到应该属于OEM的电池组设计环节。它不会改变原始的三元电池,而是简化了组结构,减少了不必要的机械连接,减少了40%的部件数量,并使电池组体积利用率提高了15%-20%。目前,CATL可以更多地参与电池组的设计和售后,并为汽车制造商提供定制服务。
比亚迪的刀片式电池创新甚至更上游,这是磷酸铁锂电池制造工艺的一次变化。这样可以使电池芯的厚度更薄,延长宽度,并使形状无限平坦。分组方法类似于在软包装电池的两端具有凸耳的方式。在不能提高材料质量的条件下,质量能密度大大提高。体积能量密度。与传统的磷酸铁锂锂电池相比,刀片式电池的体积利用率提高了50%以上,体积能量密度从Wh/L增加到Wh/L。
但是,两者只有一个共同的目的-通过提高生产效率来降低成本。
从电池组尺寸的角度来看,磷酸铁锂电池的价格为0.85-0.95元/Wh,三元电池的价格为0.95-1.05元/Wh。估计用一个60kWh的电池,两者之间的成本差距可以达到1万多元,这与补贴相似。
CATL说,CTP技术可以使生产效率提高50%,比亚迪还声称,刀片式电池的总体成本有望降低30%。
在某种程度上,在现阶段降低动力电池的成本比提高市场份额的性能更有意义。
但是,取消模块也意味着对电池单体一致性和电池控制管理有更高的要求。
在今年第四季度,将交付采用宁德时代CTP技术的NIOkWh电池。但是,kWh电池不使用84kWh电池上更高能量密度的NCM电池,而是使用更成熟但能量密度相对较低的NCM电池。主要原因是NCM电池更活跃,热管理更困难。。
这正是比亚迪抓住并专注于扩展刀片式电池的目的。磷酸铁锂电池在热稳定性方面具有自然优势,叶片的结构可以进一步增加散热面积。为了增加能量密度并增加散热面积,使电池芯更薄和更长是大势所趋。
随着补贴对技术路线的影响不断降低,比亚迪还希望借此机会改变行业对三元电池的依赖及其对磷酸铁锂电池的偏见,然后利用其技术优势和成本优势来不断扩大其发展空间。伙伴。范围,争夺市场份额。
特斯拉是“无钴”的吗?
减少钴含量也是特斯拉电池发展的方向之一。
年,ModelS上每辆车的钴使用量为11kg,而在Model3上,年在相同规格下仅剩下4.5kg进行比较。Model3的NCA电池的钴含量为2.8%,远低于家用NCM电池的10%钴含量。
但是马斯克仍然不满意。他在年宣布,特斯拉将下一代电池中的钴含量降至零。
在年,特斯拉收购了Maxwell和HibarSystems,集成的新技术解决方案是“干电极电池+超级电容器”。所谓的干电极电池不是固态电池。取而代之的是,用锂电池的浆料涂覆金属箔以制造正极和负极的传统方法已改为使用正极材料和负极材料颗粒的薄膜压在金属箔上。电极上没有可以容纳更多锂的溶剂,自然可以进一步提高能量密度。
今年2月,特斯拉与宁德时代之间的“含糊不清”将无钴电池推向了讨论的热门话题,特斯拉对“无钴≠磷酸铁锂”的反应也很有趣。然而,狡猾的特斯拉在今年2月与全球最大的钴生产商嘉能可(Glencore)谈判了合作,为其上海工厂提供长期钴。
因此,可以肯定的是,特斯拉正在采用两条技术路线:减少当前三元电池中钴的数量和成本,以及开发一种新的无钴电池材料系统。
特斯拉为什么一般将钴视为“敌人”?
答案仍然是降低成本。
曾经有人计算过,如果特斯拉Model3用磷酸铁锂电池替换现有的NCA三元电池,在确保电池寿命为km的前提下,成本降低空间为30,元。更重要的是,由于金属储备不足,原材料价格不稳定。在过去的两年中,价格在20万元/吨到32万元/吨之间波动,最高和最低成本之差约为60%。
抵御成本不可预测性的最佳方法是不使用钴。
无论是减少车身零件的数量,缩短线束的长度,简化生产过程以及实现高度自动化的生产,特斯拉都将成本降到了极致。作为昂贵的电池,它当然是特斯拉