电动汽车将引领锂离子电池进入高速发展期,日

2019-09-13 作者:汽车资讯   |   浏览(197)

共同研发家用廉价蓄电系统。随着电动汽车的普及,预计将产生大量废弃锂离子电池。该系统可对使用过的锂离子电池进行回收再利用,储存价格低廉的夜间电能。目前相关人员正在考虑利用家用太阳能发电系统储存电能,该系统的研发将在电动汽车及新一代输电网的普及方面发挥积极作用,促进相关设施的完善。

随着电动汽车的普及,电池回收利用问题备受关注。现代汽车集团全面开发回收利用电动车电池的ESS能量储存系统,进军新能源市场,并积极开展ESS相关核心技术的国际合作与项目落地,推动ESS产业的良性发展,积极履行企业在资源循环利用、环境保护方面的社会责任。

    我们可以将储能系统在不同场景的需求分为固定储能系统和移动储能系统。比如大型水电站配套的抽水储能、液流电池储能等就是固定储能系统;我们使用的手机电池、电动汽车的电池系统等就是移动储能系统。随着人们对于移动能源需求地不断增加,怎样找到一个质量能量密度高(同等质量下储存的能量更多)、体积能量密度高(同等体积下储存的能量更多)的储能方式至关重要。对于移动能源系统,电能是其中使用最便捷的能源形式,移动储能主要是指对电能的存储。当前移动能源系统主要采用电化学储能,比如铅酸电池、镍铬电池、镍氢电池、锂离子电池等。储存能量时将电能转化为化学能,释放能量时将化学能转化为电能。其中的锂离子电池作为当前商业化中质量能量密度和体积能量密度最高的储能系统,正在改变着人们的生活。

据悉,锂离子电池等可反复充电使用的电池大多以钴、锂等稀有金属为原料制造而成。为了有效利用稀有金属,人们开始将废弃电池回收进行循环利用。手机及电动工具中使用的小型二次电池主要来源于回收电池,将其中的有用金属提取出来,进行回收再利用。

电动车大热电池回收迫在眉睫

    1991年,索尼公司和旭化成公司发布首个商用锂离子电池,随后,锂离子电池革新了便携式电子产品的面貌。随着特斯拉公司推出锂离子电池电动汽车,锂离子电池在较大型移动储能行业打开了新窗口。锂离子电池的技术也根据不同应用场景而改变。对于消费类电子产品行业,特别是3C行业,使用的锂离子电池其实就是钴酸锂锂离子电池,指由一个石墨负极,一个采用钴酸锂的正极,以及一种用于传输锂离子的电解液所构成。锂离子电池商业化后的前20年也主要是用于3C行业,人们更喜欢小而轻、便于携带的电子产品,锂离子电池正好满足各项需求,超越了之前的铅酸电池、镍铬电池、镍氢电池等。当前,随着电动汽车的商业化,锂离子电池开始应用在市场经济规模更大的储能市场,涵盖了纯电动车、油电混合车、中大型UPS、家用储能电池等领域。

近年来,电动汽车产业发展迅猛,全球电动汽车的保有量达到了一个新的里程碑。2017年,国际电动汽车市场的销售量达到了110万辆。据预测,到2025年、2030年和2040年,电动汽车销售量将分别达到1,100万辆、3,000万辆和6,000万辆,占据汽车年总销售量的55%。

    当前锂离子电池在电子产品行业已经占领市场,在电动车领域正和传统燃油汽车进行着拉锯战。目前燃油汽车具有比电动汽车成本更低、加油站数量远大于充电桩数量、燃油续航能力强于电池续航能力等优势,但是随着锂离子电池技术的迭代升级、原材料成本进一步降低、充电基础设施快速普及,我们相信未来5~10年内,电动汽车性价比将会超越燃油汽车。

金沙贵宾会 ,随着电动汽车的普及,作为电动汽车“心脏”的动力电池配套量也在逐年增加,动力电池退役数量每年也在以几何级的数量增长。因此,废旧电池的回收处理成为全球性亟待解决的问题,各国都在积极探索形成电池回收利用的创新模式,寻求商业价值和环保价值兼具的发展之路。

1.锂离子电池技术的迭代升级

电池回收利用ESS良性循环的朝阳产业

    普通电子产品使用的锂离子电池技术并不能满足电动汽车对锂离子电池的需要。电子产品使用的锂离子电池尽管能量密度很高,但是功率密度很低(因为我们通常使用的电子产品只是小电流充放电),而电动汽车、无人飞机等都需要不同情况下的加速、减速,这就要求电池有很强的倍率性能(即非常好的大电流充放电性能),这也正是当前各大电动汽车生产商需要的动力电池。中国电动汽车百人会执行副理事长欧阳明高最近谈到“2011年至2016年,我国的电动汽车销量从不足5千辆发展到50万辆,保有量从1万辆提升到100万辆,100倍的增长,同时这两个都占全球的一半,处于领先地位。” 我们也了解到Tesla Model S的85kWh版本的电池组由近7000节18650型号锂离子电池构成,可以看到电动汽车对锂离子电池的需求非常大,而当前还处于电动汽车发展初期,相信未来电动汽车将会井喷式发展,到那时对锂离子电池的需求量将会急速增长。所以锂离子电池将会迎来它的黄金发展期,但是技术上需要迭代升级。比如之前普通电子产品上使用的锂离子电池采用的是钴酸锂正极材料,现在特斯拉电动汽车使用的是由松下电子提供的镍钴铝三元材料,它有比钴酸锂材料更好的倍率性能、循环性能,也更加便宜。同时,电池的设计上也发生了变化,之前的特斯拉电动车(如Tesla Model S)采用松下生产的18650型电池(即指电池的直径为18mm,长度为65mm,圆柱体型的电池),现在有消息称Tesla Model 3将会采用21700型电池(即电池的直径为21 mm,长度为70 mm,圆柱体型的电池),电池单体能量密度提升约20%,成本下降10%左右,重量下降10%左右。

作为一家极具责任感的企业,现代汽车多年来积极履行车企的电池回收义务,并加速开发回收利用电动汽车电池的ESS (Energy Storage System)能量储存系统。

2.锂离子电池的成本将会进一步降低

ESS系统是能够把生产的电能储存起来并在需要时供应电能的储能装置,可以应用于供电、家庭及工业等多种用途。

    欧阳明高进一步指出,2017年锂离子电池行业的平均成本在1.4~1.5人名币/瓦时,远低于早期预测。当前电池厂的纯利润还在10%以上,估计到2020锂离子电池的价格会在100~200美元/千瓦时之间,2020~2025年可以达到100美元/千瓦时这个价格,一旦做到这个价格,就是拐点全方位出现,纯电动车突破性价比在2025年左右会实现大发展。100美金的拐点价格标准是基于内燃机动力系统的价格反推算出来的,是对标燃油汽车本身的竞争价格。

以恒速发电机为代表的旧时代电力系统为例,发电站通过输配电网为用电用户提供电能。这时,原有的发电系统会根据最大负荷生产电能。简单来说,就算一年平均使用60的电,但是若耗电量多的夏天使用90的电,那么就应该生产90乘以安全系数所得到的100的电,也就是说,会损失40的电。这时就需要ESS系统,提高电能系统效率,稳定电能供需。

    为什么说可以进一步降低成本呢?一是原材料成本,材料的成本是最关键的,因为锂离子电池生产要消耗金属资源。当前一吨碳酸锂原料成本在1万~2万,销售价为15万~17万,这是高额利润,之后会逐渐降低到3万~5万的合理价格区间,这将会大幅降低电池成本;二是生产制造环节,更大规模的锂离子电池厂的出现,将会大幅提高产品的良品率和一致性,降低生产制造成本;三是材料回收和再循环利用,当前一辆特斯拉需要十几千克的钴金属,用量很大并且钴金属本身就非常昂贵。随着技术的发展和迭代,到了2020年,锂离子电池中的镍金属含量提高、钴金属的含量下降,同时材料回收再利用将会进一步降低成本。

锂离子电池是电动车的原动力,所以收集老化的电池并进行再加工,就能做出ESS。ESS是可以与电动汽车市场共同成长的新一代朝阳产业。

3.充电基础设施迎来高速发展

ESS也是具有良性循环结构的产业,即回收利用电动车电池制作ESS,并用ESS储存的电能制造新的电动车。ESS的发展,对二手电池的循环利用,对减少资源浪费以及保护人类环境等具有深远的意义。

    我国推广电动汽车发展政策将从政府倡导转变为市场主导。2010~2015年是推广的第一阶段,政府首先在公共领域推广电动汽车,起到示范性作用;第二阶段是2014~2017年,主要采用政府财政补贴和电动车优惠政策,带动老百姓积极性;2017~2020年将是第三阶段,政府减少对电动汽车的优惠和补贴,转向重点发展电动车的基础设施,如充电桩建设等;第四阶段,2019~2025年,采用双积分政策以及已经相对成熟的市场,共同推进电动汽车的普及,实现中国汽车行业的弯道超车。

开展国际合作与项目落地抢占市场领先地位

    国内的充电基础设施拐点将会到来。去年国内公共的充电桩大约15万座,但从去年年底开始,每个月将会新建1万多座,所以今年年底就会到达约30万座,同时每辆车还自带一个充电桩,所以整个充电桩产业将会快速发展。随着充电基础设施的高速发展和普及,续航里程就不那么重要了,这也将间接降低人们对电动汽车续航能力的要求,将会再一次引爆电动汽车的发展,同时这些充电基础设施不仅服务于电动汽车,其他需要充电的移动设备(如送货机器人等)也将迎来大发展。

面对电动汽车市场迅猛发展以及电池回收市场巨大规模待发掘的趋势,现代汽车集团全面开发回收利用电动车电池ESS,并与拥有ESS相关核心技术和能力的全球专业公司开展开放式创新战略合作,打入国际ESS市场,抢占市场领先地位。

    这些因素都使得2020年我国的电动汽车可以跟燃油汽车竞争成为一件值得期待的事情,这将会带领锂离子电池行业进入高速发展阶段。

6月26日,现代汽车集团与全球能量企业芬兰瓦锡兰签定了战略合作协议。此次合作,现代汽车不仅可以在ESS新能源市场发掘未来成长动力,还可以通过增强资源循环性,有效应对电动汽车普及过程中的电池回收痛点。

同时,现代汽车集团正在现代钢铁唐津工厂建设1MWh的ESS设施,用来回收Ioniq Electric和秀尔电动汽车的电池,推动ESS系统的落地。未来还计划在美国等世界各国完成各项测试以后,在三年内开发工业用ESS商用化产品。

小结

近年来,随着环境问题的日益突出,绿色发展的理念逐渐深入人心,废旧电池的循环利用备受重视。现代汽车集团抢先解决电动车电池的回收利用问题,并广泛开展国际合作,为推进新能源行业的积极发展树立了榜样。未来,现代汽车集团将继续以引领者的姿态,探索废旧电池循环利用解决方案,为新能源行业的发展、为资源的循环高效利用、为建设更加绿色和谐的世界作出更大的贡献

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