一是低溫環(huán)境下電池性能下降,好一點的下降10-15%,差一點的下降35%,這與材料狀態(tài)、電池結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)工藝、外殼結(jié)構(gòu)、熱管理系統(tǒng)功能有關(guān);
二是低溫充電容易產(chǎn)生析鋰現(xiàn)象,發(fā)生不可逆反應(yīng),使得電池容量和能量大幅度下降。嚴(yán)重的鋰離子會刺穿隔膜,使電池短路,發(fā)生安全事故。
挑戰(zhàn)三:成本:動力電池組的成本
就目前的電池生產(chǎn)技術(shù)來說進(jìn)行電芯成本分析:
1、100Ah磷酸鐵鋰電池材料成本:
正極材料0.8kg-100元、負(fù)極材料0.4kg-25元、隔膜5m2-40元、電解液0.5kg-40元、外殼40元/套、加工費55元,合計300元,相當(dāng)于:0.938元/Wh;
2、100Ah三元材料鋰電池的材料成本:
正極材料0.7kg-100元、負(fù)極材料0.4kg-25元、隔膜5m2-40元、電解液0.5kg-40元、外殼40元/套、加工費55元,合計300元,相當(dāng)于:0.834元/Wh ;
3、100Ah錳酸鋰材料電池的材料成本:
正極材料0.95kg-88元、負(fù)極材料0.4kg-25元、隔膜5m2-40元、電解液0.5kg-40元、外殼40元/套、加工費55元,合計288元,相當(dāng)于:0.78元/Wh 。
電芯其它成本內(nèi)涵:
設(shè)計費、測試費、模具費、開發(fā)費;
材料利用率、原材料采購成本、產(chǎn)品合格率;
設(shè)備折舊費、財務(wù)費用、銷售費用、管理費、人員培訓(xùn)費;
稅費、職工福利、保險費、企業(yè)利潤。
目前由于批量小,各種費用攤銷后電芯成本就變成2元/Wh以上了。
電池組的成本:
技術(shù)開發(fā)費用。
電池組有冬季充電加溫系統(tǒng),有夏天工作時要散熱的系統(tǒng),有使用中抗振動結(jié)構(gòu),有下雨天防水結(jié)構(gòu),有事故中防沖擊結(jié)構(gòu),有連接的可靠性設(shè)計,有BMS可靠性設(shè)計。
系統(tǒng)增加的部件費用。
電池組有安裝方便性考慮,有維修檢查的方便性結(jié)構(gòu);
性能測試費、可靠性考核費;
設(shè)備折舊費、人員培訓(xùn)費、產(chǎn)品的運輸費;
財務(wù)費用、銷售費用、管理費、稅費、福利費、保險費、企業(yè)利潤。
企業(yè)的隱形成本。
加起來電池組的成本就變成3元/Wh以上了。
挑戰(zhàn)四:安全性
動力電池的安全對于電動汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要。近年來,隨著各種節(jié)能與新能源汽車試點和實際運營數(shù)量的增多,安全事故時有發(fā)生,事故的分布從縱向看:在加工、制造、化成擱置、運輸、測試、使用、充電維護(hù)、回收各個環(huán)節(jié)上,都出現(xiàn)過問題。
從橫向看:國內(nèi)外在手機、電腦、電動自行車、電動摩托車、電動轎車、電動公交車、混合動力車等領(lǐng)域應(yīng)用過程中,也都出現(xiàn)過問題。目前動力電池出現(xiàn)問題多數(shù)是在充電時發(fā)生,低溫充電增加了出現(xiàn)問題的概率。如何提高動力電池的可靠性與安全性成為當(dāng)前業(yè)界關(guān)注的焦點。
挑戰(zhàn)五:長壽命使用。所謂的電池一致性、可靠性
1)生產(chǎn)過程中對電池一致性的控制能力,這可以通過自動化生產(chǎn)設(shè)備和“正確的生產(chǎn)工藝”得以控制(尋找到能夠控制產(chǎn)品質(zhì)量的工藝方法這點很重要)。另外電池的結(jié)構(gòu)設(shè)計要符合大規(guī)模機械化生產(chǎn)設(shè)備的要求。