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關于電池能量密度和充電的兩大難題

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2018年11月16日  

電動汽車熱潮愈演愈烈,但續航成為瓶頸。調研發現,當前車主最大顧慮就是電動汽車續航問題,化解續航焦慮最直接的方法就是提高電動汽車的續航里程,核心就是提高電池組和單體電池的能量密度,另外就是做快充電池,布局充電設施。

據某行業專家觀點,克服“續航焦慮癥”的首要辦法是提升動力電池的能量密度,這也是政府鼓勵以及行業追求的方向,國家政策和動力電池企業都在為此努力。目前主流動力電池企業能量密度都已突破180wh/kg,811能量密度可做到280wh/kg,硅材料的能量密度能達到300wh/kg以上。但正極負極隔膜都需要技術提升。

上述專家介紹,續航焦慮跟電池能量密度低分不開。現在的電池里程可做到300公里以上,甚至400公里。能量密度的提高,需要正極和負極材料的改進,加大對與之相匹配的高電壓電解液、耐高溫高強度隔膜、補鋰工藝、電池安全性控制結構、系統保護結構等技術的研究。動力電池如果在材料上沒有明顯技術突破,比能量發展到一定水平后就很難再有進一步突破,而在安全性方面的負面影響卻越來越大。在沒有掌握鋰電池起火規律之前,把控能量密度與安全性和長壽命三者之間的平衡關系不可忽視。

電池能量密度和充電兩大難

他認為依靠增加電池組的帶電量來增加電動汽車的行駛里程不大可行,會造成結構件加強、車身重量加大、行駛能耗增加、電動汽車安全性降低、車輛制造成本增加、充電時間變長等不良后果。

業界普遍認為,除了開發提高電池能量密度一方向,當前還要著眼充電基礎設施建設。而充電樁公司目前盈利有難度,充電樁建設進展不大,充電基礎設施建設成為短板。充電設施建設市場存在壟斷、標準不統一問題,車企、電網公司和政府之間還未達成真正的共識。國務院8月1日發文“加快”電動汽車充電基礎設施建設步伐,不啻福音。

上述專家認為,首先要解決好配套問題,充電站便捷可使車主焦慮大大緩解。特斯拉主推的充電方式是超級充電站,其充電電壓為380V,充電電流最大可接近200A,充電1小時可行駛約350公里,整個充電過程只需一小時左右。我國全面開放純電動汽車基礎設施建設市場始于2014年,鼓勵社會資本投資充電樁建設,一大批充電樁公司應運而生。《2017-2018年度中國充電基礎設施發展報告》統計數據顯示,截至2017年12月,公共充電樁保有數量21.4萬個,同比增加48.6%,私人充電樁數量23.2萬個,兩者合計超過44萬個。充電樁行業的規模效應已經顯現,下一步是要進一步優化完善。

“目前充電樁運營難以盈利。除了需技術領先,商業模式也需創新。”一充電樁運營商表示。雖然一些頭部公司搶占充電樁行業布局先機,并在一定程度上形成競爭壁壘,但需投入巨大且持久的資金。此外,行業發展初期還有回報周期長、盈利模式不清晰等問題難解。

據調研發現,續航焦慮困擾著消費者和生產者,一是因為充電設施不健全。二是因為充電時間長。電動汽車充電分為快充和慢充。快充為大功率直流充電,半小時可以充滿電池容量的80%,但會損傷電池。慢充充電過程需6-8小時。充電時間過長,嚴重限制了電動汽車的活動范圍。由此形成的惡性循環,也是造成充電樁公司難盈利的原因。但充電設施市場的巨大空間仍吸引了大批民營資本不斷進入,將加速充電基礎設施行業的洗牌。

不少業內人士認為,公共充電樁主要適用于專用車、公交物流車等領域。未來私人充電樁的需求會越來越大。除了在資源緊缺的一線城市,其他地區私人充電樁的使用也會更加廣泛。

上述專家分析指出,國務院出臺的關于加快電動汽車充電基礎設施建設的指導意見,要求到2025年要滿足500萬輛車的充電需要,要新建480萬個充電樁,1.2萬個充電站,車樁比例將接近1:1。同時鼓勵社會資本參與充電設施建設領域。充電設施市場規模將高達4000億元。隨著電動汽車會越來越普及,續航焦慮的問題肯定會得到妥善的解決,但這需要電池原材料,電池設計,結構設計,充電設施等產業鏈各個環節共同努力。

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