电车电池的入门第一课
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一、锂电池历史进程
1. 中国的锂电池的科学研究始于1970年代,几乎和发达国家同步。1987年,中国启动863计划,当时能源领域一个是镍氢电池,一个是锂电池,锂电池是由陈立泉主持,当时中美都有镍氢电池产业化。1991年,陈立泉去看了索尼公司的锂电池的生产线,开始进行锂电池的中试线直至1997年才启动(1993-1995年国家重点支持的还是镍氢),1999年,陈立泉成立了北京星恒公司,开始锂电子电池电芯的生产。那时候比亚迪也开始起步了。
2. 2009年,天津力神的动力电池已经装在国产汽车向美国出口,比亚迪的磷酸铁锂电池在技术和成本上已经领先日本和美国公司(1994年创办,起家产品就是电池)
3. 电车的前期历史:第一阶段:2008年北京奥运会、2010年上海世博会接送宾客用→第二阶段:2009年全国开展电车“十城千辆”试点入围13个城市→2010年合肥开通了全球首条新能源公交线路,其18路公交车单程20KM,用的是本地国轩高科的电池(2006年成立)。电车发展路径:先是发展大巴车,低速电动车(两厢),因为大巴车最高时速100KM,线路固定,半路趴窝问题不大;两厢车,也就是老头乐是因为跑不快也跑不远,因此出事几率小,但如果是“正经乘用车”一旦犯错,舆论压力很大。
4. 由于国家根据电池长续航里程(高能量密度)开展补贴,2018年三元锂占比55.5%,但同年电车烧了51辆,其中90%以上是三元锂(几十秒内起火爆炸),2019年工程院院士杨裕生提议对三元锂取消补贴或者调整补贴方向,导致2020年工信部出了电车强制性国标:电池单体发生热失控后,电池系统在5分钟内不起火爆炸.
5. 可能因为这个国标,2020年,比亚迪推出刀片电池,使磷酸铁锂电池的能量密度达到三元锂,这个标志性的产品使磷酸锂铁逆转了三元锂的优势。2023年,磷酸铁锂占比68.2%。磷酸锂铁除了安全性,因为原料是磷和铁,资源安全价格稳定,而三元锂用的原料是镍钴锰,镍稀缺,钴产量少(世界一半储量在刚果金),钴预计10-20年产量耗尽,镍预计30年。
6. 2020年,特斯拉推出4680型号圆柱电池,实现结构创新,亿纬锂能是生产大圆柱电池的龙头企业
7. 2021年,广汽埃安推出弹匣电池1.0,加强了三元锂电池的安全性,热事故5分钟后无起火和爆炸。
8. 2022年,宁德时代推出麒麟电池,也是加强了三元锂电池的安全性
9. 2023年,广汽埃安推出弹匣电池2.0,实现24小时无明火。
10. 为解决电车里程焦虑问题,有2种路径一是快充一是快换
11. 2023年,宁德时代推出“神行超充”电池,充电10分钟续航400KM
二、锂电池制造
1. 锂电池四大主材:正极、负极、隔膜、电解液
2. 2008年:星源材质花了5年时间生产出国内第一卷隔膜(干法,更适合磷酸铁锂),后来出现了竞争对手恩捷股份(湿法,更适合三元锂),现在这2家占据全球隔膜80%市场。使原来电池成本30%的薄膜降为10%
3. 2017年,化工企业天原集团投资锂宝做正极材料,同期有10家竞争对手,最后存活下来的寥寥无几
4. 锂电池虽然是新能源,但属于高能耗产业,而宜宾是水电,不仅价格便宜还是绿电,符合欧美出口要求,成为了动力电池之都
5. 电池下一阶段的目标:比如卫蓝新能源推动固态电池(提高续航) ,中科海钠推动钠电池(锂矿靠进口)