新能源電動汽車電池種類介紹

相對于傳統(tǒng)的汽車行業(yè)來說，電動汽車是以電能為資源動力，把傳統(tǒng)的汽車能源所用的動力進行了徹底的改變。傳統(tǒng)汽車大多數(shù)用的都是化石燃料，但電動汽車主要能源是電能，這也是隨著社會的發(fā)展進行的重大變革。電動汽車的核心是發(fā)展電動汽車的電池，電動電車的電池是現(xiàn)代行業(yè)的主要關鍵打破點。

電動汽車的發(fā)展離不開電池的革新，大廠商也在不斷地革新著電動汽車的電池質(zhì)量和電容量的問題。目前市面上主流的新能源電動汽車電池種類大致歸為鉛酸電池、鎳氫電池、鈷酸鋰電池、錳酸鋰電池、磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池（鎳鈷錳酸鋰電池）等幾大門類。

汽車動力電池種類

鉛酸電池：成本低、低溫性好、性價比高；能量密度低、壽命短、體積大、安全性差。由于能量密度和使用壽命很低，作為動力的電動車無法擁有良好的車速和較高的續(xù)航里程，一般用于低速車。

鎳氫電池：成本低、技術成熟、壽命長、耐用；能量密度低、體積大、電壓低、有電池記憶效應。由于其超強耐用性，被豐田混動車型普銳斯長期采用。與鋰電池相比，電池單體電壓僅為1.2v，為鋰電池的1/3，因此需求電壓一定的情況下，鎳氫電池體積比鋰電池大不少。雖然性能優(yōu)于鉛酸電池，但是含有重金屬，遺棄后對環(huán)境造成污染。

鋰離子電池：是目前最技術最先進的電池之一。這種電池能量密度高，能存的電就多；循環(huán)壽命長，能充放電的次數(shù)就多，用的年頭也長?，F(xiàn)在用在電動汽車上的鋰電池，主要是兩種：磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池。簡單來說，“磷酸鐵鋰”、“三元鋰”都是動力電池的正極材料，對電池能量密度有著決定性作用，所以在電池命名規(guī)則上，多以正極材料來命名，三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池的由來皆是如此。

磷酸鐵鋰電池

磷酸鐵鋰電池熱穩(wěn)定佳、安全、成本低、壽命長；能量密度低、怕低溫。熱穩(wěn)定性是動力鋰電池中最好的。電池溫度處于500-600℃時，其內(nèi)部化學成分才開始分解，并且穿刺、短路、高溫都不會燃燒或者爆炸，因此比松下的鈷酸鋰電池的安全性更高，使用壽命也較長。

但能量密度低，導致電池重量更重，體積也更大，車輛續(xù)航里程一般。而其最大的痛點在于低溫充電問題，當溫度低于-5℃時，充電效率低，不適合北方在冬天充電的需求。

三元鋰電池

三元鋰電池能量密度高、循環(huán)壽命長、不懼低溫；高溫下穩(wěn)定不足。能量密度可達最高，但高溫性相對較差，對于續(xù)航里程有要求的純電動汽車，其是主流方向，且適合北方天氣，低溫時電池更加穩(wěn)定。特斯拉發(fā)布的Model 3，即采用松下的21700型三元圓柱形電池。

缺點就是三元材料的脫氧溫度是200℃，并且無法通過針刺實驗，表明三元電池在內(nèi)部短路、電池外殼損壞的情況下，容易引發(fā)燃燒、爆炸等安全事故。

三元鋰電池到底是哪三元？三元鋰電池的“三元”指的是包含鎳（Ni）、鈷（Co）、錳（Mn）或鋁（Al）三種金屬元素的聚合物，在三元鋰電池中做正極。三者缺一不可，在電池內(nèi)部發(fā)揮巨大的作用。

鎳：主要作用是提升電池的體積能量密度，是提升續(xù)航里程的主要突破口，但含量過多會導致鎳離子占據(jù)鋰離子位置（鎳氫混排），導致容量下降。

鈷：抑制陽離子的混排，用以提升穩(wěn)定性和延長電池的壽命，此外，也決定了電池的充放電速度和效率（倍率性能），但過高的鈷含量會導致實際容量降低。

鋁或錳：鈷是十分昂貴的稀有金屬成本高昂，錳或鋁的作用在于降低正極材料成本，同時提升電池的安全性和穩(wěn)定性。

為了提高三元鋰電池的容量，就需要提高正極中鎳的比例。所以你看，鎳的比例在不斷提高 ，從早期的NCM111，到近兩年的NCM523、NCM611，再到今年紛紛上馬的NCM811，電池能量密度越來越大，鎳用得也是越來越生猛。

鎳用得多，鈷和錳的比例必然會減少。電池的壽命和穩(wěn)定性是不是會受影響？理論上會，但現(xiàn)在三元鋰電池主角無疑就是“高鎳”的三元鋰電池。這一方面是政策原因，續(xù)航里程長、電池能量密度高的電動汽車，能拿到的財政補貼就多；另一方面是各汽車廠商要搶風頭，搞續(xù)航里程競賽，好像誰家的車續(xù)航長，誰家的技術就先進。

隨著補貼政策的“退坡”和退出，三元鋰電池的“高鎳”沖動可能會冷靜一下。而隨著磷酸鐵鋰技術的進步，與三元鋰互爭雄長也在意料之中。比亞迪8月份透露，將于明年5-6月份推出的全新一代鐵鋰電池，體積比能量密度將提升50%，壽命長達8年120萬公里，成本還可以節(jié)約30%。有分析說，磷酸鐵鋰的能量密度有望與622三元鋰電池媲美，誠如此，再有安全性好、壽命長、成本低的加持，磷酸鐵鋰電池未嘗不會再回舞臺中央。

磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池，不能簡單說哪種好，只能說各擅勝場。磷酸鐵鋰電池勝在壽命長、安全性好、成本低，但能量密度和低溫性能稍遜；三元鋰電池勝在能量密度大，存電多，但安全性和壽命稍遜。

再過幾年，就要看固態(tài)鋰離子電池了。固態(tài)鋰電池，電解質(zhì)由液體變成了固體，電容量大、充電速度快，又沒有電解液泄漏起火的風險，可謂理想的動力電池。全球已經(jīng)有幾家公司推出了固態(tài)電池的原型電池，也許三五年之內(nèi)，這種電池就會異軍突起。

動力電池哪家強？

電動汽車的熱潮將帶動動力電池行業(yè)全面爆發(fā)，眼下無論是國內(nèi)市場還是海外市場，一場動力電池企業(yè)的拉鋸戰(zhàn)正在上演。

韓國調(diào)研機構SNE Research于5月7日發(fā)布的最新報告顯示，2020年第一季度，全球電動汽車動力電池的市場份額的頭名易主。是因為新冠肺炎疫情在國內(nèi)蔓延，企業(yè)大部分時間處于停工停產(chǎn)狀態(tài)，復工水平處于低位。反觀國外市場的LG化學、松下電池、三星SDI等企業(yè)基本處于飽和運轉狀態(tài)。

連續(xù)三年排名行業(yè)第一的寧德時代不敵日韓電池，以17.4%的市占率位列第三，中國另一巨頭比亞迪則只有4.9%的市場份額，排名降至第六。而LG化學的市占率同比增長一倍以上，達到27.1%，排名第一。松下以25.7%的市占率繼續(xù)位居第二。

今年第一季度，LG化學全球動力電池裝機量達5.5GWh，這個數(shù)字在去年同期僅達到2.5GWh。韓國三大電動汽車電池制造商LG化學、三星SDI和SKI的合并市場占有率在2020年第一季度也躍升到37.5%，而在2019年同期，這一數(shù)字僅為16.4%。

LG化學

LG化學是韓國LG集團下的企業(yè)，汽車電池是它的主要業(yè)務之一。LG化學本身是一家化學品公司，除生產(chǎn)電池之外，還擁有大量化工產(chǎn)品和化學品產(chǎn)品線。正式因為LG化學累積了大量制作化學制品和化學材料的工程和制造經(jīng)驗，使得LG化學在開發(fā)和生產(chǎn)鋰電池的過程中，具有產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同的優(yōu)勢。

作為韓國的一家汽車電池企業(yè)，LG化學最早與現(xiàn)代起亞合作，主要生產(chǎn)三元鋰電池。除了現(xiàn)代和起亞這兩大韓系車品牌之外，日產(chǎn)、雷諾、通用等車企均采用了LG化學的電池。

此外，動力電池應用分會數(shù)據(jù)顯示，僅特斯拉（上海）工廠，一季度就為LG化學貢獻了875.09MWh的裝機量，一舉超越寧德時代，摘得一季度全球動力電池裝機量桂冠。這幾年，LG化學也開始進入國內(nèi)市場，并且在南京成立了汽車電池生產(chǎn)基地，LG 化學在2009年與長安汽車開展有關電動汽車電池技術的合作。

松下電器

松下電器在電池領域的發(fā)展可以追溯到1923年，那時松下電器開發(fā)投放由電池供電的炮彈型吊燈，自此在電池領域展開了全新的篇章。經(jīng)過85年的發(fā)展，2008年12月，松下耗費64億美元并購了實力強大的三洋電機進入動力電池領域，成為全球最大的鋰電池供應商。

2009年，憑借領先的電池技術，松下與特斯拉首次展開合作，成為特斯拉獨家供應商，從此迅速崛起。2010年，HEV Suminoe工廠開始鋰離子電池量產(chǎn)。2014年與特斯拉合資建造Gigafactory超級工廠，2015年建設大連工廠，2018年投產(chǎn)。

作為特斯拉獨家的鋰電池供應商，松下電器隨著特斯拉電動車的發(fā)展也跟著快速發(fā)展起來，曾經(jīng)在全球車用鋰電池市場占有率排第一，最近一兩年才被寧德時代超越。也因此松下電器將加大在中國新能源市場的動力電池布局，將在新工廠新增兩條生產(chǎn)線，增加80%的產(chǎn)能，以應對競爭激烈的國內(nèi)市場。

寧德時代

自2017年登頂全球動力電池出貨量“老大”地位，寧德時代已經(jīng)連續(xù)三年位居全球動力電池出貨量冠軍寶座。今年一季度這個冠軍被LG化學奪去，或許只是個小插曲。對此，寧德時代表示，公司的生產(chǎn)運營因為疫情的原因在短期內(nèi)受到一定影響，“4月份已經(jīng)重回全球市占率第一”。

目前，寧德時代動力電池產(chǎn)能都在國內(nèi)，因而一季度疫情在國內(nèi)蔓延，對其動力電池生產(chǎn)及裝機都產(chǎn)生了較大沖擊。從其產(chǎn)能布局來看，目前寧德時代已有動力電池產(chǎn)能53GWh，產(chǎn)能利用率高達89.2%，而在建產(chǎn)能也有22.2GWh。

事實上，目前寧德時代在國內(nèi)市場為上汽、吉利、北汽、廣汽等品牌車企以及蔚來、威馬、小鵬、理想等造車新勢力配套動力電池產(chǎn)品；國際客戶方面，寧德時代也已與寶馬、豐田、戴姆勒、現(xiàn)代、捷豹路虎、大眾和沃爾沃等國際主流車企品牌均建立了深度合作。

此外，從今年7月份開始，寧德時代還將為特斯拉（上海）工廠生產(chǎn)的低續(xù)航版本配套動力電池，這又將成為其裝機量增長的“新一極”。在海外汽車市場漸入低迷，國內(nèi)市場開始穩(wěn)步復蘇的情況下，寧德時代在第二季度重回全球動力電池裝機量榜首將是大概率事件。在客戶合作方面，無論是國內(nèi)還是海外，目前寧德時代的整車客戶都要多于LG化學、松下電池等企業(yè)，而隨著其全球布局陸續(xù)量產(chǎn)，其全球“一哥”地位想被撼動并不容易。

比亞迪

在2017年以前，比亞迪也曾連續(xù)多年穩(wěn)坐全球動力電池“頭把交椅”，但自從2017年被寧德時代超越后，比亞迪動力電池全球出貨量排名一年不如一年。2018年比亞迪全球動力電池出貨量還排在第三，僅次于寧德時代和松下，2019年便降至第四，排在LG化學之后了。而最新的一季度數(shù)據(jù)顯示，比亞迪又被三星SDI、遠景AESC超越了，降到了第六。

對于比亞迪來說，既造電池又造車，而且電池目前主要還是自己用，其面臨疫情的沖擊要比其他電池生產(chǎn)企業(yè)多一重。當前，比亞迪動力電池裝機量非常依賴自家車企的產(chǎn)銷。想要實現(xiàn)裝機量的增長，以及排名重回前列，擺在比亞迪面前的路只有電池加速外供。

3月中旬，比亞迪隆重對外公布了其“弗迪”品牌戰(zhàn)略，其中電池業(yè)務將獨立為弗迪電池有限公司（簡稱“弗迪電池”），負責新能源汽車核心零部件的對外銷售工作，這意味著，比亞迪旗下產(chǎn)品將面向全行業(yè)供貨。3月下旬比亞迪公布的電池技術重大創(chuàng)新——“刀片電池”便是弗迪電池首款重磅產(chǎn)品。比亞迪希望通過電池業(yè)務獨立，以及過硬的電池技術實力去爭搶全球電池市場“蛋糕”。

除了北汽新能源、金康汽車、長安福特等與比亞迪達成合作之外，日前又傳出了捷豹路虎正在與比亞迪就動力電池供應和生產(chǎn)進行談判，未來比亞迪可能為此在歐洲地區(qū)設立電池工廠。

未來競爭格局

目前全球電動汽車（EV，PHEV，HEV）的電池使用量方面，基本上已經(jīng)被中，日，韓，三個國家給壟斷了。

對于未來競爭格局，動力電池行業(yè)未來在集中度提升的同時，很可能出現(xiàn)寧德時代和LG化學的雙寡頭格局，LG化學有望憑借對材料體系的理解和產(chǎn)品的高品質(zhì)卡位高端市場，寧德時代將憑借成本方面的優(yōu)勢卡位中低端市場，同時在技術端逐步積累后，有望擴大高端市場份額。

LG化學今年終于如愿進入特斯拉的供應鏈。據(jù)外媒報道，特斯拉2月份在中國工廠所生產(chǎn)的Model 3全部采用LG化學供應的動力電池。特斯拉在上海實現(xiàn)國產(chǎn)之后，LG化學在南京建的動力電池基地具有不小的地理位置優(yōu)勢，而特斯拉的“老朋友”松下在中國并沒有圓柱形電池的生產(chǎn)線。

此前馬斯克此前在投資者會議中曾明確表示，在電池包的選擇上仍將堅持圓柱形電池，原因是更換電池屬性會讓整車結構產(chǎn)生較大變化。而LG化學一直沒放棄對于圓柱形電池的研發(fā)。

而一向長期專注于方型電池技術的寧德時代，在入選特斯拉供應商后，特斯拉還需要一定的時間對電池包、電池管理系統(tǒng)等進行再設計，合作進展很難像LG化學一樣快。

在全球新冠肺炎疫情沖擊下，LG化學、松下、三星SDI以及SKI的生產(chǎn)或因物流、原料不足受限，或因下游客戶強勁需求不在，海外電池生產(chǎn)企業(yè)的出貨量和裝機量預計在二季度將會出現(xiàn)明顯回落。對于LG化學來說，盡管其依然可以仰仗特斯拉（上海）工廠繼續(xù)走量，但是短暫失去歐洲市場的強力帶動，其裝機量較一季度預計會差很多。

從國內(nèi)市場來看，新能源汽車財政補貼延遲兩年退坡，今年補貼平緩退坡10%。同時各級政府還在陸續(xù)推出其他刺激新能源汽車消費的政策，寧德時代無疑將會是其中最大受益者。

國內(nèi)動力電池企業(yè)的主要戰(zhàn)場仍為中國本土市場，國內(nèi)新能源汽車市場的走勢，直接影響其全球銷量表現(xiàn)。除了積極布局海外市場，眼下，國內(nèi)動力電池企業(yè)也試圖通過技術升級、產(chǎn)品迭代，來提升競爭優(yōu)勢、擴大市場份額。

眾所周知，新能源汽車是未來的大勢所趨，任何一家車企想要長遠發(fā)展，都必須掌握自己的新能源汽車技術。但新能源汽車跟傳統(tǒng)的燃油車有著很大的不同，新能源汽車發(fā)展的關鍵是電池技術，誰掌握了汽車電池技術，誰就在新能源汽車的時代占據(jù)了主動優(yōu)勢。
? ? ? ?責任編輯：tzh