湛江松下蓄电池总代理
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松下蓄电池新能源汽车是近年来汽车行业发展的主要方向之一。据统计,2014年全年新能源汽车销量已突破7万辆。车载动力电池是电动汽车的主要部件,其成本约占总成本的30%-50%,甚至更高。因此,动力电池无疑是现阶段影响新能源汽车发展的最关键因素之一。
动力电池是现阶段影响新能源汽车发展的最关键因素之一
目前市场上主流技术仍以铅酸电池技术、镍氢电池技术、锂电池技术、燃料电池技术为主,偶尔会有液流电池、金属空气电池的相关报道,但是这些技术多停留在实验室阶段,各自的技术瓶颈短期内很难突破。
松下蓄电池在动力电池市场当中,锂电池技术是最火热的。从正极材料上,可以分成磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂、三元材料等等。各自的优缺点,相关报道很多,在此不再赘述。
从性能提升上看,现有产业化的钴酸锂、改性锰酸锂和磷酸铁锂在基础研究方面有技术突破可能性微乎其微,其能量密度和各种主要技术指标已经接近其应用极限。而三元材料在性能上仍有空间,有机构也预测,未来三元材料的市场份额也会逐年提高。随着市场份额的不断提升,未来的三元材料性能有望超过钴酸锂,但是短期内实现大的突破,仍有困难。就如同美国能源部肯塔基州国家实验室电池制造配套研究与发展中心主任Tony Hancock在2012年所说的:“锂电池的解决方案至少需要十年,甚至可能二十年。”
新技术给锂电池带来新的希望。在此不得不提的是石墨烯技术和锂硫电池技术。
提到石墨烯技术,2014年最受关注的无疑是西班牙 Graphenano 公司同西班牙科尔瓦多大学合作研发新型石墨烯电池。石墨烯电池的出现,无疑意味着石墨烯在电池应用领域迈出了坚实的一步。但是这种电池真正的性能,还要在拿到样品之后才能得到验证。尤其是在长循环后,电池性能的稳定性,是否还能维持原来的水平,电池的安全性能如何,更需要较长的时间去验证。除此外,笔者认为,石墨烯自身的产业问题,生产和应用上的工艺问题,安全性问题尚待解决。
锂硫电池技术由上世纪90年代提出,目前在美国、欧盟、日本、韩国等能源技术较发达的国家和地区对该技术广泛看好。长远看,该技术有非常好的商业化前景。但是实现起来,仍有很多困难。德国和日本企业把能量密度达到500Wh/kg的锂硫电池的商业化目标定在2020年,该技术的难度可见一斑。
2014年还有一些其他的新技术被披露。比如具有3D网格电极结构的锂电池,可以实现100C以上的快速充放电,能量密度也是传统电池的5倍以上。这些通过理论估算或在实验室已经试验成功的“超级锂电池”,无疑是2014、2015年最好的作品。但是动力市场需要的是一致性好、性能稳定、安全性高、易于复制的产品。从作品到产品仍需有一定的路要走。
锂电池的价格方面,从2011年至2014年,持续下行。尤其是2014年,降幅超过10%,笔者认为主要是以下原因。
首先,从2011年到2014年的数据上看(如下图所示),锂电池的产能和产量都在增加。这意味着锂电池的生产规模在逐渐增加。扩大生产规模,是降低成本的先决条件。
第二,假设我们引入生产饱和度的概念,即产量占产能的百分比(如下图所示),会发现生产饱和度逐年上升。尤其是在2014年,生产饱和度从28%一跃超过了60%,大大降低了设备闲置带来的成本,使得锂电价格降低。
进一步降低电池的单位成本
如图6所示,电动汽车产品开发目前主要存在两类情况,一是在解决纯电续航里程的情况下降低车辆的售价,二是在车辆价格已经比较低的情况下提升纯电续航里程。特斯拉就是第一类情况的代表,他正在积极开发3.5万美元左右的大众型纯电动汽车产品Model Ⅲ,而其中最重要的工作就是要降低电池的单位成本。
特斯拉一直在致力于降低其车载电池组成本的努力。根据真锂研究掌握的有限的资料来分析,2009年其第一款产品Roadster EV上市销售时,电池组成本大概是1,100~1,200美元/kWh;到2012年中期第二款产品Model S EV上市销售时,大概是700美元/kWh左右,主要得益于电池组系统(BMS、冷却系统和安全系统)价格的下降;2014年特斯拉电池组的成本大概降到了420美元/kWh左右(其中电芯成本大约占比75%),主要得益于电芯价格的下降。特斯拉公开披露的信息显示,其2014年支付松下3.1Ah电芯的采购价大约是3.5美元/只(约合313.62美元/kWh)。
但是,420美元/kWh的成本对于Model Ⅲ而言还是太高。有分析表明,要保证Model Ⅲ有220英里(350km)的纯电续航里程,需要搭载至少可存储44kWh电量的电池组,这样计算,电池组成本就将1.85万美元,占到了3.5万美元售价的近53%,这显然是不行的。在电机等其他核心部件成本下降空间不大的情况下,必须要大幅度降低电池成本才行,在420美元/kWh的基础上再减掉一半以上是最好。
为此,特斯拉主要采取了两个办法,一是兴建超级电池工厂Gigafactory,依靠规模降低成本;二是革新电池技术,依靠技术降低成本。Gigafactory已于2014年在美国内华达州的沙漠里开始建设,计划一期生产线2017年建成投产,这也正好是Model Ⅲ计划上市的时间。应特斯拉的要求,松下这几年一直在研发新的由正、负极材料构成的新一代电池,能够降低成本、提高能量密度,延长电池寿命。
这种新一代电池就是Gigafactory工厂将要大规模量产的20700电芯。据外媒披露,这种新型号电芯的能量密度将增加36%,组成模块后的重量也会较现有产品降低30%以上,更为重要的是,由于减少了很多电芯包装装置的钢和铝等材料(能量密度的提高也主要是这个原因),电芯的制造成本将降低一半。使用新型20700电芯后,模块也减少了一个层级,这样,电池组的控制也得到了很大程度提高。
业内数据显示,2014年锂离子电池电芯市场均价约1500元/kWh,折合成美元大约245美元/kWh,其中以车载电池为代表的动力电池电芯约300美元/kWh,以手机电池为代表的小型锂离子电池电芯不到200美元/kWh。真锂研究预计到2020年锂离子电池的能量密度会普遍提升30%以上,同时电芯均价会普遍下降1/3以上,降到160美元/kWh以下,其中车载电池电芯的均价会降到200美元/以下。
电压的检测需要用一个万用表,将万用表的正负极和蓄电池的正负极连接好,如果测得的电压数值大于12V,说明蓄电池正常。如果电压值小于12V,说明蓄电池已经处于电量不足的状态了。如果低于10.5V,则说明离报废已经不远了,最好尽快进行更换。
需要注意的是,测量电压时应在冷车的状态下进行测量,像在车停了一晚之后,第二天启动前进行测量,以这时测得的电压值为准。另外如果车辆不慎启动不了了,有条件的可以跟周围的车搭一下电,否则就只能打4S店的救援电话了。如何搭电我们此前也已经跟大家介绍过了,可以点击下面图片链查看。
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