鉅大LARGE | 點擊量:489次 | 2021年10月26日
電動汽車動力鋰電池的降本之戰
電池相比內燃機,具有使用方便的最大優點。但是電池的缺點也不少:電量消耗快,充電很慢,重量太高等等。雖然由大量的鋰離子電池單元組成的車用電池可以帶動汽車行駛數百英里,但是它的價格太高。
這也就難怪全球銷售的新車中只有不到0.5%的插電式電動汽車。如此就不難理解為何,美國國家研究委員會的專家小組將里成本、行駛里程、充電方面的缺陷列舉為限制電動汽車推廣的重要因素。其2015年的報告《克服障礙,部署插電式電動汽車》中警告說,電池技術的不足,假如不加以解決,將越來越多地限制電動汽車行業的盈利能力和長期可持續性。
成本逐漸接近100美元/千瓦時
電氣化車輛工程師了解,電池的成本是他們的重要障礙,其解決方法將大大有助于解決大多數其它問題,但是要走的路還很長。勒克斯研究機構,負責技術和市場研究的高級分析師CosminLaslau說:好消息是,它們的成本正在下降,雖然緩慢但是穩定。
Laslau是《越過門檻:鋰離子電池成本降低及其對車輛儲能和固定儲能設備的影響》一文的重要作者。他解釋說,這份研究是基于對電池制造商、整車廠、政府和大學研究人員的訪談而寫出的。它還包括一個詳細的“自下而上的成本模型”來解釋電池的化學、外形尺寸、生產規模、廠位置等因素對電池未來的價格和技術的影響。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
勒克斯的這份報告估計:到2025年,出自領先的制造商,如松下牌鋰離子電動汽車電池組的價格應該跌至172美金/千瓦時,而“落后制造商”應該會實現229美元/千瓦時。相比之下,目前大多數的道電動汽車電池組售價約為400美元/千瓦時。
Laslau表示,200美元/千瓦時的電池組價格應該是大規模的電動汽車市場的引爆點。按照美國先進電池聯盟的說法,電動汽車的銷售將在電池價格觸及100美元/千瓦時的時候開始起飛。
這個預測和LG化學,博世,通用汽車公司和特斯拉公司的預測大致相符:電池組的價格將在2020年大約觸及到300美元/千瓦時的水平。報告指出,假如價格能下降到300美元/千瓦時以下的話,電動汽車制造商將可以在2020年底左右賣出數百萬臺左右的累計銷量。
“巨型廠”趨勢的爭論
Laslau將電池產業總結為一個競爭異常激烈的、高度保密的、并強烈保守的行業,幾個大型、歷史悠久的老牌統治該產業。他補充說:每家公司都開發自己獨有的技術路線,所以很難互相比較。
整車廠和電池制造商正聯手擴大產量,到了前所未有的水平,目的是降低成本和確保供應鏈安全,該報告稱。
舉個例子,松下和特斯拉花費50億美元建立的一個巨大的35GWh產量的電池廠,來追求規模效益。這家位于內華達州的所謂“巨型廠”旨在制造便宜的電池組,將成本降低30%到50%。這家日本公司目前為特斯拉供應小型18650鋰離子電池陰(其極為鎳鈷鋁NCA材質)。每6000個這樣的電池單元組成了特斯拉ModelS上的一個電池組,能量密度250瓦時/千克,成本265美元/千瓦時。
與此同時,競爭對手似乎落后顯著。日產AESC,LG化學和三星SDI目前銷售的電池,其能量密度較低,為140瓦時/公斤到170瓦時/公斤之間。Laslau說,相比圓柱形的18650電池單元,競爭對手們的電池使用傳統的鋰錳氧化物(LMO),其袋狀的外觀使它們更容易組裝成電池組。
他警告說,假如不提升自己的生產方式,這些公司就有可能在未來十年大幅落后。該報告指出,他們現在正在轉向使用能量密度更大的鋰鎳錳鈷(NMC)電池。比如LG化學,該公司預計將在2017年制造出250瓦時/千克的電池組。LG化學不認為巨型廠是大勢所趨,它認為當產量超過3GWh或4GWh之后,生產成本幾乎不再降低。
此外,勒克斯的分析預測,在2025年,來自我國的垂直整合型公司比亞迪將實現211美元/千瓦時的電池組成本,并將廠產量提升到8GWh。比亞迪偏好磷酸鐵鋰離子電池,聲稱它是一個更安全,更便宜的選擇,只不過能量密度稍差,經過改進可以提高電壓。
另一個重要的公司是中美合資的Boston-Power,“鈷酸鋰”電池制造商,其產品可達200瓦時/公斤。2014年十二月,該公司從我國政府機構接受了2.9億美元的“資金支持”,以擴大其電池廠的產量,達到4GWh的水平。
價格戰醞釀?
Laslau指出,生產廠選址也同樣重要。制造相同尺寸、種類的電池單元,日本的成本比我國高出15%,這是因為我國的人力成本更低,原材料更便宜,土地租金低,并擁有完善的當地供貨鏈條。廠址的聚集也使得制造商能夠給供應商施加更多壓力,以降低成本,同時還能從當地政府獲得更多的優惠條件。
勒克斯的報告證實,陰極仍然是鋰離子電池中最昂貴的部件,因為它們含有高價的鎳,鈷和鋰。拿韓國一家產量為1GWh的電池廠舉例子,其生產的NMC袋狀電池的陰極約占總成本的25%。其余的費用細分如下:電池組管理系統占16%;熱管理系統占8%;陽極材料占8%;廠設備貶值占8%;工人勞動力占8%;土地成本占6%;組裝成本占6%;包裝成本占5%;集電體占3%;隔板占3%;電解質占1%。
但是Laslau還說,插電式混合動力車電池的價格在未來十年的趨勢仍然很難預測,。
“在5年或10年,我們可以看到大量公司兼并,最后只有兩個或三個大供應商存在。這可能意味著搶占市場份額的價格戰即將到來?!彼f。
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