? ? 我們可以將儲能系統(tǒng)在不同場景的需求分為固定儲能系統(tǒng)和移動儲能系統(tǒng)臭胜。比如大型水電站配套的抽水儲能还最、液流電池儲能等就是固定儲能系統(tǒng)芭逝;我們使用的手機電池、電動汽車的電池系統(tǒng)等就是移動儲能系統(tǒng)舆驶。隨著人們對于移動能源需求地不斷增加橱健,怎樣找到一個質(zhì)量能量密度高(同等質(zhì)量下儲存的能量更多)、體積能量密度高(同等體積下儲存的能量更多)的儲能方式至關(guān)重要沙廉。對于移動能源系統(tǒng)拘荡,電能是其中使用最便捷的能源形式,移動儲能主要是指對電能的存儲撬陵。當前移動能源系統(tǒng)主要采用電化學儲能珊皿,比如鉛酸電池、鎳鉻電池巨税、鎳氫電池蟋定、鋰離子電池等。儲存能量時將電能轉(zhuǎn)化為化學能草添,釋放能量時將化學能轉(zhuǎn)化為電能驶兜。其中的鋰離子電池作為當前商業(yè)化中質(zhì)量能量密度和體積能量密度最高的儲能系統(tǒng),正在改變著人們的生活远寸。
? ? 1991年抄淑,索尼公司和旭化成公司發(fā)布首個商用鋰離子電池,隨后驰后,鋰離子電池革新了便攜式電子產(chǎn)品的面貌蝇狼。隨著特斯拉公司推出鋰離子電池電動汽車,鋰離子電池在較大型移動儲能行業(yè)打開了新窗口倡怎。鋰離子電池的技術(shù)也根據(jù)不同應(yīng)用場景而改變迅耘。對于消費類電子產(chǎn)品行業(yè),特別是3C行業(yè)监署,使用的鋰離子電池其實就是鈷酸鋰鋰離子電池颤专,指由一個石墨負極,一個采用鈷酸鋰的正極钠乏,以及一種用于傳輸鋰離子的電解液所構(gòu)成栖秕。鋰離子電池商業(yè)化后的前20年也主要是用于3C行業(yè),人們更喜歡小而輕晓避、便于攜帶的電子產(chǎn)品簇捍,鋰離子電池正好滿足各項需求,超越了之前的鉛酸電池俏拱、鎳鉻電池暑塑、鎳氫電池等。當前锅必,隨著電動汽車的商業(yè)化事格,鋰離子電池開始應(yīng)用在市場經(jīng)濟規(guī)模更大的儲能市場,涵蓋了純電動車、油電混合車驹愚、中大型UPS远搪、家用儲能電池等領(lǐng)域。
? ? 當前鋰離子電池在電子產(chǎn)品行業(yè)已經(jīng)占領(lǐng)市場逢捺,在電動車領(lǐng)域正和傳統(tǒng)燃油汽車進行著拉鋸戰(zhàn)谁鳍。目前燃油汽車具有比電動汽車成本更低、加油站數(shù)量遠大于充電樁數(shù)量劫瞳、燃油續(xù)航能力強于電池續(xù)航能力等優(yōu)勢棠耕,但是隨著鋰離子電池技術(shù)的迭代升級、原材料成本進一步降低柠新、充電基礎(chǔ)設(shè)施快速普及窍荧,我們相信未來5~10年內(nèi),電動汽車性價比將會超越燃油汽車恨憎。
1.鋰離子電池技術(shù)的迭代升級
? ? 普通電子產(chǎn)品使用的鋰離子電池技術(shù)并不能滿足電動汽車對鋰離子電池的需要蕊退。電子產(chǎn)品使用的鋰離子電池盡管能量密度很高,但是功率密度很低(因為我們通常使用的電子產(chǎn)品只是小電流充放電)憔恳,而電動汽車瓤荔、無人飛機等都需要不同情況下的加速、減速钥组,這就要求電池有很強的倍率性能(即非常好的大電流充放電性能)输硝,這也正是當前各大電動汽車生產(chǎn)商需要的動力電池。中國電動汽車百人會執(zhí)行副理事長歐陽明高最近談到“2011年至2016年程梦,我國的電動汽車銷量從不足5千輛發(fā)展到50萬輛点把,保有量從1萬輛提升到100萬輛,100倍的增長屿附,同時這兩個都占全球的一半郎逃,處于領(lǐng)先地位⊥Ψ荩” 我們也了解到Tesla Model S的85kWh版本的電池組由近7000節(jié)18650型號鋰離子電池構(gòu)成褒翰,可以看到電動汽車對鋰離子電池的需求非常大,而當前還處于電動汽車發(fā)展初期匀泊,相信未來電動汽車將會井噴式發(fā)展优训,到那時對鋰離子電池的需求量將會急速增長。所以鋰離子電池將會迎來它的黃金發(fā)展期各聘,但是技術(shù)上需要迭代升級揣非。比如之前普通電子產(chǎn)品上使用的鋰離子電池采用的是鈷酸鋰正極材料,現(xiàn)在特斯拉電動汽車使用的是由松下電子提供的鎳鈷鋁三元材料伦吠,它有比鈷酸鋰材料更好的倍率性能妆兑、循環(huán)性能魂拦,也更加便宜毛仪。同時搁嗓,電池的設(shè)計上也發(fā)生了變化,之前的特斯拉電動車(如Tesla Model S)采用松下生產(chǎn)的18650型電池(即指電池的直徑為18mm箱靴,長度為65mm腺逛,圓柱體型的電池),現(xiàn)在有消息稱Tesla Model 3將會采用21700型電池(即電池的直徑為21 mm衡怀,長度為70 mm棍矛,圓柱體型的電池),電池單體能量密度提升約20%抛杨,成本下降10%左右够委,重量下降10%左右。
2.鋰離子電池的成本將會進一步降低
? ? 歐陽明高進一步指出怖现,2017年鋰離子電池行業(yè)的平均成本在1.4~1.5人名幣/瓦時茁帽,遠低于早期預測。當前電池廠的純利潤還在10%以上屈嗤,估計到2020鋰離子電池的價格會在100~200美元/千瓦時之間潘拨,2020~2025年可以達到100美元/千瓦時這個價格,一旦做到這個價格饶号,就是拐點全方位出現(xiàn)铁追,純電動車突破性價比在2025年左右會實現(xiàn)大發(fā)展。100美金的拐點價格標準是基于內(nèi)燃機動力系統(tǒng)的價格反推算出來的茫船,是對標燃油汽車本身的競爭價格琅束。
? ? 為什么說可以進一步降低成本呢?一是原材料成本算谈,材料的成本是最關(guān)鍵的狰闪,因為鋰離子電池生產(chǎn)要消耗金屬資源。當前一噸碳酸鋰原料成本在1萬~2萬濒生,銷售價為15萬~17萬埋泵,這是高額利潤,之后會逐漸降低到3萬~5萬的合理價格區(qū)間罪治,這將會大幅降低電池成本丽声;二是生產(chǎn)制造環(huán)節(jié),更大規(guī)模的鋰離子電池廠的出現(xiàn)觉义,將會大幅提高產(chǎn)品的良品率和一致性雁社,降低生產(chǎn)制造成本;三是材料回收和再循環(huán)利用晒骇,當前一輛特斯拉需要十幾千克的鈷金屬霉撵,用量很大并且鈷金屬本身就非常昂貴磺浙。隨著技術(shù)的發(fā)展和迭代,到了2020年徒坡,鋰離子電池中的鎳金屬含量提高撕氧、鈷金屬的含量下降,同時材料回收再利用將會進一步降低成本喇完。
3.充電基礎(chǔ)設(shè)施迎來高速發(fā)展
? ? 我國推廣電動汽車發(fā)展政策將從政府倡導轉(zhuǎn)變?yōu)槭袌鲋鲗А?010~2015年是推廣的第一階段伦泥,政府首先在公共領(lǐng)域推廣電動汽車,起到示范性作用锦溪;第二階段是2014~2017年不脯,主要采用政府財政補貼和電動車優(yōu)惠政策,帶動老百姓積極性刻诊;2017~2020年將是第三階段防楷,政府減少對電動汽車的優(yōu)惠和補貼,轉(zhuǎn)向重點發(fā)展電動車的基礎(chǔ)設(shè)施则涯,如充電樁建設(shè)等复局;第四階段,2019~2025年是整,采用雙積分政策以及已經(jīng)相對成熟的市場肖揣,共同推進電動汽車的普及,實現(xiàn)中國汽車行業(yè)的彎道超車浮入。
? ? 國內(nèi)的充電基礎(chǔ)設(shè)施拐點將會到來龙优。去年國內(nèi)公共的充電樁大約15萬座,但從去年年底開始事秀,每個月將會新建1萬多座彤断,所以今年年底就會到達約30萬座,同時每輛車還自帶一個充電樁易迹,所以整個充電樁產(chǎn)業(yè)將會快速發(fā)展宰衙。隨著充電基礎(chǔ)設(shè)施的高速發(fā)展和普及所刀,續(xù)航里程就不那么重要了沥阱,這也將間接降低人們對電動汽車續(xù)航能力的要求,將會再一次引爆電動汽車的發(fā)展涨薪,同時這些充電基礎(chǔ)設(shè)施不僅服務(wù)于電動汽車窘疮,其他需要充電的移動設(shè)備(如送貨機器人等)也將迎來大發(fā)展袋哼。
? ? 這些因素都使得2020年我國的電動汽車可以跟燃油汽車競爭成為一件值得期待的事情,這將會帶領(lǐng)鋰離子電池行業(yè)進入高速發(fā)展階段闸衫。