動力電池技術(shù)之爭

Insigne

一般來說，動力電池會占到整個新能源汽車成本約40%。新能源汽車的快速發(fā)展及普及,，離不開動力電池性能的突破、成本的下降,。動力電池存在鋰離子電池,、燃料電池、鈉離子電池等技術(shù)路線,，目前應(yīng)用最為廣泛的是鋰離子電池,。

: T  F" S3 P7 e- o3 T

鋰離子電池按正極材料的不同可分為錳酸鋰電池、鈷酸鋰電池,、磷酸鐵鋰電池,、三元鋰電池等類型。其中,，三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池是目前市場的絕對主力,。

# O& d0 P' c3 ^4 z: }

近幾年，新能源動力電池市場一直有著三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池之爭,，兩者各有優(yōu)劣：三元鋰電池成本高但有著更長的續(xù)航能力,，磷酸鐵鋰電池續(xù)航能力略差，但勝在成本低且安全性高,。

在2017年-2019年,，三元鋰電池得益于新能源政策補(bǔ)貼一直占據(jù)市場主導(dǎo)地位，不過,，隨著補(bǔ)貼退坡,，磷酸鐵鋰電池憑借成本優(yōu)勢和技術(shù)突破贏得了市場青睞，出現(xiàn)反超三元鋰的態(tài)勢。

0 F2 S( N! R- v! L5 U, X0 o

不過,，無論是三元鋰還是磷酸鐵鋰,，它們的對手可不僅只有對方，隨著電池技術(shù)的發(fā)展,，鈉離子電池,、鋰金屬電池等技術(shù)路線也在發(fā)展。

鈉電池具有安全性較高,、快充倍率高等優(yōu)點,，特別是在鋰資源價格瘋漲之下，鈉電池還展現(xiàn)出材料成本優(yōu)勢,、資源可控優(yōu)勢,。資料顯示，鋰元素在地殼中的含量僅為 0.0065%,，而鈉資源儲量非常豐富,，地殼豐富度為 2.64%，是鋰資源的 440 倍,，且鈉資源分布廣泛,、提煉簡單。鈉作為鋰的替代品者出現(xiàn),，在電池領(lǐng)域得到越來越廣泛的關(guān)注,。

除了鈉電池之外，鋰金屬電池的潛力也是非常值得期待,。在傳統(tǒng)的鋰離子電池中,，陽極主要由石墨制成，可以很容易地吸收和釋放帶電的鋰離子,，這些鋰離子通過電解質(zhì)在陽極和陰極之間來回穿梭,，這些帶電粒子流產(chǎn)生電流，電流從電池中流出,，為任何需要供電的地方供電,。

) `2 M& ]1 H- I! z

而在鋰金屬電池中，陽極本身是由鋰制成的,，這意味著電池陽極上幾乎每一個原子都可以用來產(chǎn)生電流,。從理論上講，鋰金屬陽極可以比同等重量和體積的石墨多存儲 50% 的能量,。

: J" K* O9 J2 I  g# V

2020年末,，硅谷初創(chuàng)公司 QuantumScape 聲稱已經(jīng)開發(fā)出全新的鋰金屬電池，其采用固體電解質(zhì)（陶瓷）克服了傳統(tǒng)鋰離子電池存在的價格高,、續(xù)航低,、充電慢等缺陷,，引發(fā)廣泛關(guān)注。2021年,，“鋰金屬電池”入選《麻省理工科技評論》“全球十大突破性技術(shù)”榜單,。

& _* I: w8 q! ^% k. k$ Q" Q4 v& ]# j

2 v4 u- U  m0 H8 p

《麻省理工科技評論》認(rèn)為，這種鋰金屬電池?fù)碛休^大的能量密度和極快的充電速度,，而且更加安全穩(wěn)定,。一旦普及，將徹底改寫當(dāng)今電動汽車產(chǎn)業(yè)格局,，讓電動汽車的成本降低,、續(xù)航增加，屆時充電將會變得像在加油站加油一樣快捷方便,。同時,，這種電池也可用于其他形式的運(yùn)輸，比如長途卡車貨運(yùn),，甚至是短途航班,。

6 M6 K: }' i2 q: s% z( `2 b

當(dāng)然，在可能的替代性技術(shù)層出不窮的同時,，鋰離子電池本身的技術(shù)路線也在不斷迭代優(yōu)化,，相關(guān)的技術(shù)突破也越來越多,。其中在2022年,，美國賓夕法尼亞州立大學(xué)王朝陽團(tuán)隊首次實現(xiàn)了高能量密度鋰離子電池（265 Wh/kg）的 10 分鐘極速充電，且循環(huán)壽命高達(dá)到 2000 次以上,。這相當(dāng)于50萬英里的里程,，并且每次都以快速充電的方式進(jìn)行能量補(bǔ)充。

. K' `- N* d' F' q7 L% A& |