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(焦点访谈):我们长途旅行的时候都有个体会,带的干粮最好分量轻又特别能充饥。对于新能源汽车来说也是如此,电池好比新能源车的干粮,车能跑多远,关键就看电池能用多久。那是不是多装几块电池就行了呢?也不行,一来车身体积有限,二来电池自身还有份量,所以最好电池又小又轻又经用。对于中国的新能源汽车企业来说,电池恰恰是最大的困扰。怎么破解这个难题呢?
在不久前的广州国际车展上,新能源汽车的比重占到了展出车辆的13%左右,成为各界关注的热点。长期以来,“里程焦虑”让消费者对国产电动汽车“想说爱你不容易”。我国大多数国产电动车续航里程都在200公里左右,无法满足消费者的日常需求。
然而,深圳比亚迪公司的2016款E6纯电动车,续航里程超过了400公里,已经可以和受到全球消费者热捧的特斯拉相媲美。那么,E6是如何做到这么长的续航里程的呢?
目前,深圳、香港等地的很大一部分出租车使用的就是比亚迪E6。作为新能源汽车的龙头企业,比亚迪具有天生的优势。业内人都知道:动力电池是电动汽车的心脏。从2003年开始,做电池起家的比亚迪就开始研究,怎么把电池装到汽车上面去。比亚迪每一辆电动汽车,都是整车设计人员和电池研发人员反复沟通磨合的结果。这种在研发过程中贯穿始终的紧密合作,是比亚迪电动车成功的关键。
2015年,比亚迪新能源车全球市场占有率约为11%,如今,比亚迪已经超过特斯拉,成为全球销量最大的新能源汽车厂商。然而,在全国范围内来看,和传统的燃油汽车相比,我国自主研发的新能源汽车的表现并不那么尽如人意。据统计,2016年,我国新能源汽车在北京的新车市场占有率为6.2%,在不限购地区的占有率仅为0.1%。之所以出现这样的现状,一方面是因为我国电动车续航里程普遍较低;另一方面,是因为电动汽车的购买和使用成本居高不下。以比亚迪E6为例,官方指导价为30万元左右,加上国家和地方的财政补贴,消费者也要18万元才能买到。目前,我国新能源汽车补贴政策正在实行退坡机制,补贴力度逐年减小,因此降低成本,减少对国家补贴政策的依赖,成为国内电动汽车行业最大的挑战。
一方面要努力提高续航里程,一方面要不断降低电动汽车的成本,这成为国内电动汽车行业面临的两大挑战。而解决这两大问题的关键,就在于动力电池所使用的材料。材料的能量密度越高,能储存的电量就越多,电动汽车的续航里程也就越长,成本也就随之降低。例如,美国生产的特斯拉使用的是镍钴铝三元材料,能量密度在230Wh/kg左右,而我国目前90%以上的电动汽车使用的都是磷酸铁锂材料,能量密度最大只能达到140Wh/kg。例如,一辆电动车要做到400公里的续航里程,使用磷酸铁锂材料,大概需要装600公斤的电池,而使用特斯拉的三元材料电池,大概只需要400公斤左右。电池能量密度低带来的问题是,为了追求更长的续航里程,必须多装电池,而多装了电池,又会加重车身重量,行驶过程中耗电量加大,造成使用成本增加。
近期,工信部即将出台《促进汽车动力电池产业发展的指导意见》,到2020年,动力电池单体比能量要做到350Wh/kg,而目前我国绝大部分动力电池的比能量是140Wh/kg左右,特斯拉使用的动力电池比能量是230Wh/kg左右,如果我国能在2020年实现350Wh/kg的目标,对我国的新能源汽车行业具有非比寻常的意义。
要实现这样的目标,就意味着使用高能量密度的三元材料作为动力电池,成为新能源汽车行业的必然选择。然而,由于磷酸铁锂电池安全性好,三元材料安全性较低,我国此前制定的技术路线是,优先发展磷酸铁锂电池,等市场上对电动汽车有了一定接受度以后,再发展三元材料电池。因此,国内相关企业对于高镍三元材料的研发起步较晚,技术成熟度相对较低。目前,能够量产上市的三元材料电池汽车极为有限。可以说,用三年的时间实现电池能量密度从140Wh/kg到350Wh/kg的跨越,对整个行业都是一个不小的挑战,首当其冲的就是电池材料企业。
据了解,比亚迪目前正在研发三元材料的动力电池,预计两年内会有三元材料的电动汽车上市。在研发过程中,他们需要与上游的材料企业贝特瑞公司保持紧密联系。深圳贝特瑞新能源材料股份有限公司是比亚迪重要的合作伙伴,这里研发并生产动力电池所需的各种材料,除了比亚迪,韩国的三星、LG、日本的松下等企业都从这里采购电池材料。
这种黑色的粉末就是一种镍钴铝三元材料,对贝特瑞公司来说,生产高品质的镍钴铝三元材料已经不是什么高科技难题,镍钴铝三元材料不仅在研发上已经取得成功,今年更是已经达到了可以量产的水平。虽然目前,国内各大材料企业也在紧锣密鼓地研发高镍三元材料,但真正能够实现量产规模的,还是凤毛麟角。
2010年贝特瑞投资近亿元成立了新能源技术研究院,提升自主研发和创新能力。采用与三星、松下等国际大客户共同开发的模式,来实现产品的创新。正是因为与国际客户的紧密合作,贝特瑞在技术上紧跟国际步伐,成为了国内材料企业的领头羊。在国家提出2020年能量密度的战略目标时,贝特瑞已经做好了准备。特斯拉使用的是日本松下生产的高镍三元材料电池,而贝特瑞正是松下重要的供货商之一。
可以说,目前的新能源材料行业就像是一场技术创新大赛,贝特瑞这几年始终保持了比国内同行快半步的节奏。在电池材料中,原始材料的核心资源比如石墨的产地主要集中在我国,然而,很长一段时间以来,我国的原始材料都是以极低的价格出口到日韩等国家,经过加工提纯等工艺后,再以高于原料价格数十倍甚至上百倍的价格进口回来。
从2000年成立之初,贝特瑞就开始研发具有科技含量的深加工成品材料,并试图把这些成品材料卖到国外去。当时,全球顶尖的电池制造商都集中在日本和韩国,他们的全球市场占有量在70%以上。贝特瑞要想发展壮大,必须拿下这些国际客户,最开始,韩国三星成为他们的突破口。在08年之前,三星从未考虑过从中国进口深加工的成品材料,然而08年金融危机时,他们不得不开始寻找价格相对低廉但又能保证品质的电池材料。
在与三星合作的第一年,贝特瑞在痛苦的磨合中飞速地成长。在新能源材料领域,贝特瑞拥有100多项发明专利,并打破了国外企业在锂电池负极材料上的垄断,实现了负极材料市场占有率全球第一的跨越。这几年,贝特瑞陆续拿到了三星、LG、松下、索尼等企业颁发的品质金奖,其中,松下和三星都是第一次把品质金奖颁发给中国的材料企业。
然而,从电动汽车整个产业链来看,虽然我国的材料技术已经达到了国际领先水平,但在动力电池制造以及电池系统集成等方面,还跟国际顶尖企业有一定差距。要真正实现2020年350Wh/kg的目标,可以说是任重而道远,需要相关企业的共同努力和不断创新,才有可能真正实现。
新能源汽车是个新兴产业,但是产业健康发展也一样要降成本、补短板,降低生产成本,补上技术短板。目前,我国能够掌握三元材料动力电池核心技术的企业并不多。有数据统计,2015年至今,我国在动力电池领域的新增投资额超过1000亿元,动力电池企业的数量也从2014年底的50家左右快速飙升到2016年的接近150家,增长到原来的近3倍。巨大的增速之下蕴藏着低端产能过剩的风险,正基于此,工信部提升了产业标准,加大了技术创新的难度。那些技术水平低端落后的企业,将被市场淘汰,而具有核心技术的企业将在大洗牌中生存下来,并成就中国品牌。
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