近年來,我國新能源汽車中使用鋰離子電池比例不斷升高,鋰電池市場空間廣闊。按照新能源汽車發(fā)展規(guī)劃路線,2015年國內(nèi)純電動汽車銷量達到50萬輛,混合動力占全部汽車銷量的30%;2020年,純電動汽車將突破500萬輛,以混合動力為代表的節(jié)能汽車達到全部汽車銷量的75%。
2.3鋰離子動力電池技術(shù)發(fā)展趨勢
鋰離子動力電池主要由正極材料、負極材料、電解液和電池隔膜4部分組成(見表4)。
當前正在使用和開發(fā)的鏗電池正極材料主要包括鉆酸鋰、鎳鈷酸鋰、鎳錳鉆三元材料,尖晶石型的錳酸鋰,橄欖石型的磷酸鐵鋰等。根據(jù)正極材料分類發(fā)展鏗離子動力電池路線主要有3條:改性錳酸鋰、三元材料和磷酸鐵鋰。目前鉆酸鋰依然是小型鏗電領(lǐng)域正極材料的主力,主要用于傳統(tǒng)3C(Computer,Communication和Consumer E-lectronic)領(lǐng)域等;三元材料和錳酸鋰主要用于電動工具、電動自行車和電動汽車等領(lǐng)域,在日本與韓國其作為動力電池的技術(shù)較成熟;磷酸鐵鋰主要在國內(nèi)的動力電池領(lǐng)域應(yīng)用,另外還用于基站和數(shù)據(jù)中心儲能、家庭儲能、風光電儲能等領(lǐng)域。
鋰電池產(chǎn)品技術(shù)的發(fā)展將呈現(xiàn)如下趨勢。
(1)鈷酸鋰鏗將逐漸被三元材料替代。三元材料綜合了鈷酸鋰、鎳酸鋰和錳酸鋰三類材料的優(yōu)點,具有價格優(yōu)勢。雖然特斯拉旗下首款車型Roadster推出時使用的是18650鉆酸鋰電池,但其第二款量產(chǎn)車型Model S使用的是松下定制的三元材料電池,即鎳鈷鋁三元正極材料電池。鉆酸鋰電池成本高的特征在特斯拉前后兩款車型的對比中表現(xiàn)得十分明顯。Model S使用的電池數(shù)量達到8000節(jié)以上,比Roadster高出1000多節(jié),但是成本卻下降了30%。目前,高性能動力鋰電池用NCM三元材料己在國外大量使用,但中國企業(yè)尚無量產(chǎn)產(chǎn)品出現(xiàn)。
(2)錳酸鋰占比將上升。相對于鉆酸鋰正極材料,錳酸鋰具有原料豐富、價格低廉及無毒性等優(yōu)點。層狀錳酸鋰LiMnO:用作鋰離子電池正極材料的缺點是雖然容量很高,但在高溫下不穩(wěn)定,而且在充放電過程中易向尖晶石結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變,導致容量衰減過快。錳酸鋰材料的應(yīng)用集中在消費類電池市場,動力電池以電動自行車電池為主。
(3)磷酸鐵鋰仍存較大技術(shù)提高空間。磷酸鐵鋰正極材料的低溫性能和倍率放電己經(jīng)可以達到鉆酸鏗的水平,目前同樣是有希望的動力電池材料。但是受制于技術(shù)瓶頸,磷酸鐵鋰電池一致性和單位能量密度較低。在國內(nèi),己有較為成熟的磷酸鐵鋰儲能系統(tǒng),但目前中國磷酸鐵鋰材料產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展仍低于發(fā)達國家的水平。
在動力電池正極材料產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域,中、日、韓、美動力電池企業(yè)采用不同的材料體系;中國企業(yè)以磷酸鐵鋰為主,日韓企業(yè)以錳酸鋰和三元材料為主。預(yù)測到20巧年三元材料在正極材料中的占比將上升至35%錳酸鋰占比將上升至30%,而鈷酸鋰將下降至25% 。
2.4國外新能源汽車車載鏗電池廠商及其產(chǎn)品供求現(xiàn)狀
2012年起,各大車企都陸續(xù)上市了PHEV和HEV。PHEV方面,繼豐田2012年1月開始銷售“普銳斯PHEV”之后,2012年秋季至2013年初,本田推出新款雅閣的PHEV款、福特推出C-VIAX Energin和Fusion Energi、沃爾沃上市V60 PHEV等。HEV方面,德國廠商開始逐漸全面推出產(chǎn)品。2012年,寶馬上市ActiveHybrid 5和ActiveHybrid 3戴姆勒上市E400 Hybrid和E300 B1ueTEC Hybrid大眾上市“捷達混合動力車”。
與此同時,車載鋰離子充電電池市場也開始形成,引領(lǐng)市場發(fā)展的正是EV用鋰電池。這是因為以日產(chǎn)的聆風為首,三菱汽車的i-MiEV、豐田iQ、特斯拉的Model S和寶馬i3等配備鋰電池的EV相繼上市的結(jié)果。