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汽车行业104页深度研究报告掘金新能源汽 [复制链接]

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(报告出品方/作者:华鑫证券,魏旭锟)

未来五年,全球新能源汽车复合增速将达36%。根据Canalys最新预测,预计到年,电动汽车将占全球新车销量的7%以上,销量将超过万辆,同比增长66%;预计到年,电动汽车的销量将会达到全球乘用车销量的48%。基于此预测,我们预计到年,全球电动车销量将达到1万辆,到年全球电动车销量将达万辆。-年,全球新能源汽车年均复合增速为36.37%,-年,全球新能源汽车年均复合增速为14.87%。

未来十年我国汽车工业或将诞生全球性的伟大企业。随着我国人工智能、大数据、量子计算、自动驾驶等技术的进步,新一轮的革命技术将应用于汽车制造领域,欧美日等老牌车企的燃油车的技术垄断优势将荡然无存,中国车企将有机会和国际龙头站在同一起跑线上。国内车企凭借国内庞大的消费市场,完善的产业链配套体系,工程师红利带来的创新优势以及企业家精神,有望在新一轮竞争中站上全球汽车行业的巅峰,并诞生出诸如丰田、大众那样的全球伟大汽车制造企业。

第一部分:整车篇

一、新能源汽车分类及产业链

1.新能源汽车分类

新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置),综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术,形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。新能源汽车包括四大类型:混合动力电动汽车(HEV)、纯电动汽车(BEV,包括太阳能汽车)、燃料电池电动汽车(FCEV),其他新能源包括机械能(如超级电容器、飞轮、压缩空气等高效储能器)汽车等与非常规的车用燃料指除汽油、柴油之外的燃料,如天然气(NG)、液化石油气(LPG)、乙醇汽油(EG)、甲醇、二甲醚。

48V轻混:在传统车辆原有12V电能系统的层面上,将电压提高到48V,并通过如电动机、电池组等的加入,使得其有着辅助车辆驱动以及储存回收电能的效果,这种启停技术本是有助于汽车节油。

混合动力车(HEV):又被称为油电混动车/油混。不可充电,能量来源只是汽油,发动机和电动机协同驱动。以日系车为代表,代表车型包括丰田THS、本田IMMD和日产e-Power。

插电式混合动力汽车(PHEV):在油混的基础上多了插电功能,可以外接充电,并提高电池容量,简称插混。

增程式电动汽车(EREV):可充电,能量可以是汽油,也可以是充电电池,发动机和电动机协同驱动,结构上和插电式混合动力汽车类似,区别在于增程式的发动机只负责发电,完全由电动机来驱动。增程式电动车的电池普遍更大,纯电续航里程远高于插混,在市区完全可以当作纯电动车来开,而亏电或电量保持模式时的油耗也低于同级燃油车。

纯电动汽车(BEV):结构最简单,电池供电,电机驱动。

燃料电池车(FCEV):一般指的是氢燃料电池车,氢气与空气中的氧气在燃料电池堆中发生化学反应(并非燃烧),释放出电能。不过燃料电池堆普遍输出功率较低,所以在汽车上使用时,还需要搭配一块锂电池,锂电池与燃料电池堆协同充放电。

2.纯电动车和氢燃料电池车将占C位

从产品的生命周期来看,传统燃油车经过多年的发展,技术最为成熟,目前处于成熟期。纯电动车年渗透率达5.4%,年1季度渗透率快速提升至7.9%,未来五年仍有30%的复合增速,纯电动车等品类处于快速成长期。而燃料电池车技术主要由日本主导,国内技术尚不成熟,缺少相应的配套设施,年销量仅0辆,燃料电池车目前尚处于导入期。而混合动力车则是过渡性产品,目的是节油减排,目前处于衰退期。

纯电动车和燃料电池车优势各自有自己的优势,但同时又有着目前看来技术上难以逾越的劣势。优势方面,纯电动车零排放且结构简单,维护方便,使用成本最为低廉。劣势在于受限于锂电池的能量密度,续航里程短,充电时间长,严重影响用户的驾驶体验,目前国轩高科研制的三元锂电池单体电池能量密度达Wh/kg,系统能量密度突破Wh/kg,接近液态电池能量密度的极限(进一步提高易引发火灾)。

而燃料电池车方面,零污染,续航里程超过0公里超过普通燃油车,燃料加注时间仅需要3-5分钟和燃油车加油时间相当。缺点在于,由于技术不够成熟,单辆车售价超过40万元,相对燃油车和纯电动车而言没有吸引力;二是因为加氢站建设成本较高,国内加氢站布局严重不足,车主加氢困难;三是氢逃逸的问题无法解决,室内停放存在燃爆的可能。

由于纯电动车和燃料电池车的有着各自不同优缺点,决定未来其使用场景会不同。纯电动车更适用于城市内短途的交通通勤,而燃料电池车更适用于线路固定的长途运输的商用车领域,因此纯电动汽车和燃料电池汽车并非直接竞争关系,二者或将长期占据新能源汽车的主要部分。

3.纯电动汽车产业链

纯电动汽车不同于传统燃油车,没有复杂的动力系统和传动系统,电动机取代了发动机成为动力源,燃油系统被动力电池取代,变速箱被固定减速比的减速箱或最多两档的简单变速箱取代,没有排气管和前后传动轴,可以安装平整的电池和地板。

因此纯电动车的结构较传统燃油车更简单,上游主要由电池组、电机、电控这三大核心部件和其他零部件构成。中游整车与传统燃油车类似,分位乘用车、商用车和专用车三类,下游配套设施及市场运营主要分为两个部分,一是电池回收,二是充、换电设施。

二、新能源汽车的发展前景

1.未来五年我国新能源汽车复合增速将不低于30%

根据中国汽车工业协会的统计,年中国实现新能源汽车销量为1,,辆,同比增长13.35%,过去五年年均复合增速为32.80%,渗透率达5.40%。年1-3月,我国新能源汽车销售51.5万辆,渗透率提升至7.49%。

年,我国销售纯电动汽车1,,辆,占新能源汽车销量的81.56%;插电式混合动力汽车,辆,占新能源汽车销量的18.36%;燃料电池汽车销售1,辆。年1季度,我国销售纯电动车、插电式混合动力车和氢燃料电池车43.2万辆、8.14万辆和辆。

根据中国汽车工业协会联合天津大学中国汽车战略发展研究中心发布《中国汽车市场中长期预测(-)》。年中国汽车市场将呈现缓慢增长态势,未来五年汽车市场也将会稳定增长,年中国汽车市场总销量预计在万辆,同比增长4%。其中,新能源汽车预计销量万辆,同比增长32%,年汽车销量有望达到万辆,到年销量分别达近3万辆。

根据乘联会得最新预测年我国新能源车销量将超过万辆,同比增长46.32%。根据国务院办公厅印发的《新能源汽车产业发展规划(—年)》,到年,新能源汽车新车销售量达到汽车新车销售总量的20%左右,到年纯电动汽车成为新销售车辆的主流,按照届时汽车销量一半为新能源车,预计到年和年,我国新能源汽车销量分别为万辆和万辆。预计-年,我国新能源汽车年均复合增速为34.42%,-年,我国新能源汽车年均复合增速为11.30%。

2.未来五年全球新能源乘用车年均增长36%

年成为了新能源汽车发展最快的一年,包括纯电动和插电混动在内,全球新能源汽车销量达到万辆,而上一年的销量为万辆。年全球新能源乘用车销售.05万辆,同比增长43.93%,过去五年,全球新能源车年均复合增速为42.39%,渗透率从年的0.83%,提升至年的5.93%,新能源车渗透率快速提升一方面是新能源车销量快速提升,另一方面是因为传统燃油车在年达峰后持续萎缩造成。从车型构成来看,全球新能源车历年纯电和插混销量保持在2:1左右。

中国提出在年新能源汽车销量渗透率达25%,美国加州提出到年新能源车销量渗透率达15%,而一些欧盟国家推进的目标更为激进,如挪威提出到年新能源销量渗透率达%;丹麦、爱尔兰年渗透率达%,英国、法国、西班牙、葡萄牙到年渗透率达%;德国年新能源车累计销售万辆。

年之前,中国已连续五年蝉联新能源汽车最大市场。为鼓励新能源车的销售和应对疫情的不利影响,年法国将新能源车补贴从每台车0欧元提高至0欧元,德国给与购车者和车企分别每台车0欧元和欧元的补贴,荷兰也公布了将原本结束于年底的电动汽车补贴延长到,并将在年提供万欧的补贴。由于执行更为激进的补贴和税收减免*策,促使欧洲在年一举超过中国成为全球新能源汽车最大市场。

在欧洲和中国以外,新能源汽车的增长较慢。在美国市场,尽管特斯拉ModelY已开始销售,但当地的新能源汽车销售仅增长了4%。其他市场的表现各有不同,日本、加拿大和澳大利亚的销量下滑,而韩国、印度、以色列、阿联酋和中国香港的销量都有所上升。

全球电动化在欧洲碳排放*策叠加超强补贴、中国双积分*策及供给端优质车型加速、美国新能源高额投资规划下,未来行业产销仍然维持高增速。

根据Canalys最新预测,预计到年,电动汽车将占全球新车销售的7%以上,销量将超过万辆,同比增长66%;预计到年,电动汽车的销量将会达到全球乘用车销量的48%。基于此预测,我们判断到年,全球电动车销量将达到1万辆,到年全球电动车销量将达万辆。预计-年,全球新能源汽车年均复合增速为36.37%,-年,全球新能源汽车年均复合增速为14.87%。

三、新能源车的竞争格局

1.年国内新能源车市场洗牌

为鼓励新能源汽车行业发展,年国家发改委颁布了《汽车产业投资管理规定》提出新建纯电动乘用车生产企业不再实行核准管理,调整为备案管理。这意味着生产纯电动乘用车不再需要国家发改委颁发生产许,省级*府备案可即可生产。此外,纯电动乘用车相对传统燃油车没有复杂的动力系统、燃油系统和传动系统,制造门槛大大降低。

国内纯电动车市场,销量排名前十的企业市占率维持在75%左右变动,但从前五名的排名来看,年和年市占率前五的车企在年全部跌出前五名。其中北汽新能源从年和年市占率第一,年下滑至市占率第二,到年跌至第六名。与此相反的是上汽通用五菱凭借宏光MINIEV以不到4万元的销售价格一举攀上全国纯电动车的榜首。而特斯拉(中国)凭借上海工厂的建成,一举克服困扰数年产能瓶颈,成为国内市占率第二的纯电动车制造商。比亚迪通过不断推出新车型满足国内市场需求,连续三年排名市场前三。

插电式混合动力车领域前十名市占率历年都在90%以上,只有年略低于其他年份。比亚迪连续四年成为插电式混合动力销量第一名,年理想汽车凭借增程电动车排名第二。

2.传统欧系车企开始发力,销量快速崛起

全球市场,Top20的车企占领了80%左右的市场份额,传统欧系车企表现亮眼,其凭借欧盟地区新能源车热销排名得以迅速攀升,年,大众、宝马、奔驰、雷诺、沃尔沃和奥迪则迅速分别攀升至第2、第5、第6、第7和第8名。

年国产自主品牌车销量份额大幅缩水,主要有两方面原因:一是年持续执行补贴退坡*策,而欧洲市场提高了补贴力度,欧系品牌电动车快速崛起,第二是北汽新能源产品定位失误以及新车型市场认可度不足导致销量迅速滑落,全球排名从年的第三名直接跌出TOP20榜单。另一方面,国产合资品牌上汽通用五菱一跃进入全球销量第四名。

美系品牌:年特斯拉Model3年产量达50万量并推出一款新电动车型;年推出一款新电动车型;福特计划年前推出40款电动车型(16款BEV,24款PHEV)。

欧系品牌:大众汽车计划至年电动车产量超万辆,年电动车销量达万辆,至年推出75款电动汽车,宝马计划到年电动车达到集团总销售的15%-25%,至年推出13款电动车型;雷诺到年推出12款电动车型,年纯电动车销量占比达到20%;沃尔沃年之前每年推出一款新能源汽车,至年纯电动车销量占比50%;奥迪至年推出不少于30款电动车(20款纯电动车)且电动车销售收入占比40%。戴姆勒计划到年纯电动车销售占比25%,年BEV+PHEV销量占比超过50%。

日系品牌:丰田年销售万辆电气化车辆,包括万辆纯电动车与燃料电池车;日产至年底推出8款纯电动车。

韩系品牌:至年推出29款新能源汽车(其中23款纯电动,6款插电混动);至年纯电动汽车年销量达到56万辆。

国产自主品牌:上汽集团计划年前投放近百款新能源车;比亚迪将新能源汽车的应用范围从私家车、公交车、出租车延伸到环卫车、城市商品物流、道路客运和城市建筑物流等常规领域及仓储、矿山、港口和机场等四大特殊领域,实现新能源汽车对道路交通运输的全覆盖;吉利集团在共享出行、车联网系统、飞行汽车、卫星通讯、锂电池梯次利用、充换电基础设施、碳循环制甲醇等行业新模式及前沿技术方面均有布局;理想汽车计划在年推出一款全尺寸SUV,其配备有下一代增程式动力总成系统。欧系车企对新车型投入力度最大,其占全球市场份额有望持续扩张。

3.未来中国或诞生世界级龙头车企

由于相较传统燃油车技术门槛和准入门槛降低,加之未来前景的诱惑,吸引各方资本入局,目前国内共有三方势力角逐新能源车市场,分别是传统车企、造车新势力、互联网科技。但新能源汽车制造并非没有门槛,其中最大的阻碍之一莫过于资金。

年我国新能源汽车产业链投融资总金额达.1亿元,较上年同比增长%,平均单项投融资金额达14.5亿元,总额和平均单项金额均创历史新高。

造车新势力中的第一梯队的三家蔚来、小鹏和理想已在美股上市,第二梯队也在形成:零跑汽车、威马汽车、合众汽车,这三家均发布将在年-年之间实现科创板上市;零跑汽车刚发布的B轮43亿融资,并且实现超预期10亿+,不仅创始股东增持,而且新加入的国投创益、浙大九智、涌铧资本等,尤其是这两年风头正红的合肥*府:在完成重仓蔚来后,继续投资零跑汽车,这预示着零跑汽车正在成为第二家“蔚来”汽车。而剩下的车企,目前来看竞争压力逐步加大,不论是从销量还是从融资都急需补血。

传统车企“转身慢”只是一种“错觉”。厚积而薄发,是这些在汽车行业摸爬滚打数十年乃至上百年企业的一贯作风。事实上,在电动车的结构相较燃油车更加简单的技术大背景下,拥有平台化研发积累和规模优势的传统车企,从平台开发到车型落地,都能够做到比“新势力”更快、更高效。这几年“发展慢”的原因有四个方面:

1、传统车企积累新能源车制造技术;

2、避免过早切换成新能源车,造成原有产线被过早废弃,以达到利益最大化;

3、等待电池技术成熟;

4、等待新能源车市场发育成熟,避免成为市场的“试验品”。

国内传统车企中的二线品牌车企表现尤为突出,他们既有传统车企的历史底蕴,但却没有一线车企那样的产能包袱,希望在产业巨变过程中超越竞争对手成为一线品牌,这些车企“华丽转身”最为坚决也异常迅速。如比亚迪、长城汽车、长安汽车等。这部分企业最有希望诞生丰田、大众那样世界级龙头。

欧系车方面,自去年开始,欧洲的传统车企大众、宝马、奔驰等传统车企迅速崛起,多个品牌进入全球销量榜榜单。未来传统车企将会把更多的新能源车型投放市场,传统汽车很可能从造成新势力手中重新夺回“C位”。

科技巨头纷纷入局新能源车市场,主要有三种模式。第一种是利用本身的科技为新能源提供智能化赋能,但企业本身不介入整车制造环节。第二种是和传统车企合作,利用车企的生产能力,代工制造新能源汽车,如江淮汽车为蔚来代工,海马汽车为小鹏汽车,重庆力帆为理想汽车代工;第三种是自建汽车工厂,如威马汽车。其他宣布入局的企业还有小米拟10年投资亿美元造车,OPPO集团已经在筹备造车事项。

由于没有传统燃油车产能负担,“造车新势力”表现较传统汽车厂表现出对研发更大的动力。国内前三大造车新势力研发投入占收入的比重均超过10%,而传统燃油车企业研发投入鲜有超过5%。由于研发、营销投入较大,而收入规模较小,造车新势力大多仍处于投入期,尚未实现盈利,但其短板在于在盈亏平衡前,需要不断的融资输血。

四、新能源车的发展方向

1.更长续航里程,更便捷省时的充电

艾瑞咨询对有意向购买新能源汽车的燃油车主进行问卷调查,未购买新能源车的车主其主要顾虑可归结于电池和充电两方面。其中,电池主要问题是续航里程短和电池寿命短;充电方面,充电桩覆盖率低、充电时间长和无法安装私人充电桩。有六成以上的车主表示若可以提升新能源汽车的续航能力、电池容量和缩短充电时间,将会考虑购买新能源汽车。

续航里程焦虑是困扰着电动汽车发展的主要因素之一,对于里程焦虑来说也是纯电动车发展历程当中需要面对的问题,里程焦虑这个问题主要还是由于在于车辆的充电和电池上面,在车用动力电池发展路线上,针对“里程焦虑”问题,最简便的方法是提高电池容量,但受限于能量密度限制,新增的电池将增加整车重量,带来耗电量提升,因此如何提高电池能量密度是汽车厂和电池商最急切希望突破的技术难关。

我们对工信部颁布的往届新能源车免车购税目录进行梳理,从年开始公里以上续航里程的纯电动车逐渐成为主流,年公里续航里程占比开始增多,预计年续航公里的纯电动车将成为入门标准。其中小鹏P7的NEDC续航里程达到公里,成为年年末的纯电动车冠*。

近三年,纯电动车平均能量密度并未有太大的提升,纯电动车提高续航里程主要是依靠轻量化技术减少车重并提高电池数量或是优化电机和电控技术来实现。

随着大功率直流充电技术的成熟,目前使用快充仅需0.5-1小时即可充满,十几分钟即可充电80%。另外,随着充电桩分布越来越广,充电也越来越方便。

2.纯电和插混将相当一段时期共存

尽管纯电动汽车NEDC续航里程从公里提升至公里,再提升至近期的公里甚至是公里,但在不同工况条件下实际行驶里程还是差强人意,平时在城市里面开阔基本能够满足需要,但走上高速长途旅行里程不足的同时充电需要长时间排队,且时间还是过长。购买纯电动汽车的用户通常将纯电动车仅用于市内通勤,或家里另外拥有一辆燃油车,还有相当部分的消费者希望能够买一辆既节能环保,经济实惠又能够拥有足够的续航里程,不需要为充电而焦虑的新能源车。目前,纯电动车受限于能量密度和安全性制约,续航里程和充电时间进展短期内还难以满足普通消费者的需求。

针对该痛点,比亚迪结合增程车的优点,开发出新一代的超级混合动力车。该技术次采用晓云-插混专用1.5L发动机,其热效率提升至43%,搭载大容量刀片电池,纯电状态下续航km。当DM-i车型电量充足时,就相当于一台纯电动车,电机的动力供应足够在各种路况下行驶。而当电量不足时,DM-i车型就会根据系统工况,自主判断用电还是用油,亦或是油电协同。超级混动状态下百公里油耗仅为3L,NEDC续航里程达1公里。此外长城汽车也开发出类似的DHT混动技术。由于插混的技术进步,未来相当长时间,纯电动汽车将会和插混车将长期共存。

3.新能源车与智能驾驶是好搭档

传统燃油车基本都是机械+液压组成的结构,而电动汽车则要简单一些,其核心部件为动力电池组、电机和EMS组成的三电系统。自动驾驶技术需要控制车辆,而电力控制的电机无需太多的改造就可以与电子控制单元(ECU)结合。相比之下,发动机这种纯机械结构,人工智能是很难控制其工作状态的,无论是可靠性、精准度、响应度都很难直接控制,其需要研制新的操控装置,而这远复杂于电动汽车。此外,燃油车很大一部分成本来自发动机和变速箱等动力总成结构,而新能源车的主要成本来自三电系统电控电驱电池,相比之下对新能源车成本的控制更好把控。

目前市场上没有真正意义的上的L3级别的自动驾驶汽车,除了技术上的不足,各地交通法对L3及以上级别自动驾驶汽车也存在诸多限制。我国计划在年实现L3级别自动驾驶水平的普及,实现L4级别自动驾驶汽车的规模化应用,也就意味着我国最快在年年内就能开放L3级别自动驾驶的路权,并且在年之前开放L4级别自动驾驶的路权。到年,我们甚至能够看到拥有L5级别自动驾驶能力的新物种行驶在大马路上。

第二部分:电池篇

一、锂电池产业链介绍

1.氢和锂是最适合做电池的化学元素

电池放电是将化学能转化为电能,而充电则相反将电能转化为化学能。通过电子的在正负极的转移实现充放电。要想成为好的能量载体,电池材料就要以尽可能小的体积和重量,存储和搬运更多的能量。因此,需要满足下面几个基本条件:

(1)原子相对质量要小;

(2)电子转移比例要高;

(3)得失电子能力要强;

电池材料的初步筛选,只能在元素周期表的第一周期和第二周期里面去找材料:氢、氦、锂、铍、硼、碳、氮、氧、氟、氖。排除惰性气体和氧化剂,只剩下氢、锂、铍、硼、碳,这5个元素。氢元素是自然界最好的能量载体,接下来就是锂了,选择锂元素来做电池,是基于地球当前的所有元素中,我们能够找到的相对优解(铍的储量太少了,是稀有金属中的稀有金属)。氢燃料电池与锂离子电池的技术路线之争,在电动汽车领域打的如火如荼,大概就是因为这两种元素,是目前能够找到的最好的能量载体。

2.锂电池的分类

锂电池按照形态可以分为圆柱形锂离子电池、方形锂离子电池、软包电池和纽扣式锂离子电池。其中原型根据尺寸,主要又分为(直径18mm,长度65mm)、(直径26mm,长度65mm)、21(直径21mm,长度70mm)等。

按电解液不同可以分为液态锂离子电池、聚合物锂离子电池、和全固态锂离子电池。其中液态锂离子电池由有机溶剂和锂盐构成,是目前锂离子电池的主流;聚合物锂离子电池基体主要为HFP-PVDF、PEO、PAN和PMMA等;全固态锂离子电池目前尚未实现商业化。按使用领域分为手机锂离子电池、数码相机锂离子电池、笔记本锂离子电池、和电动汽车锂离子电池。

按正极材料可分为三元锂离子电池、磷酸铁锂离子电池、钴酸锂离子电池、锰酸锂离子电池和钛酸锂离子电池等。钴酸锂,作为锂电池的鼻祖,最先用在特斯拉Roadster上,但由于其循环寿命和安全性都较低,事实证明其并不适用作为动力电池。为了弥补这个缺点,特斯拉运用了号称世界上最顶尖的电池管理系统来保证电池的稳定性。钴酸锂目前在3C领域的市场份额很大。第二是锰酸锂电池,主要最先由电池企业AESC提出,锰酸锂代表车型是为日产聆风,由于其价格低,能量密度中等,安全性也一般,具有所谓的较好综合性能。也是正因为这种不温不火的特性,其逐步被新的技术所替代。接着是磷酸铁锂,作为比亚迪的主打,其稳定好,寿命长,且具有成本优势,特别适用于需要经常充放电的插电式混合动力汽车,但其缺点是能量密度一般。最后是三元锂电池,能量密度可达最高,但安全性相对较差。对于续航里程有要求的纯电动汽车,其前景更广,是目前动力电池主流方向。

3.锂离子电池的构成、原理及产业链

锂离子电池主要由正极材料、负极材料、隔膜和电解液构成。锂离子电池的充放电过程,就是锂离子的嵌入和脱嵌过程。在锂离子的嵌入和脱嵌过程中,同时伴随着与锂离子等当量电子的嵌入和脱嵌(习惯上正极用嵌入或脱嵌表示,而负极用插入或脱插表示)。在充放电过程中,锂离子在正、负极之间往返嵌入/脱嵌和插入/脱插,被形象地称为“摇椅电池”。要实现这个过程,就需要正负极的材料很“容易”参与化学反应,要活泼,要容易氧化和还原,从而实现能量转换,所以我们需要“活性物质”来做电池的正负极。锂离子电池通常正极材料采用锂合金金属氧化物,而负极材料通常采用石墨。

电解质让锂离子能够自由的游来游去,所以呢,离子电导率要高(游泳的阻力小),电子电导率要小(绝缘),化学稳定性要好,热稳定性要好,电位窗口要宽。基于这些原则,经过长期的工程探索,人们找到了由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐、和必要的添加剂等原料,在一定条件下、按一定比例配制而成的电解质。有机溶剂有PC(碳酸丙烯酯),EC(碳酸乙烯酯),DMC(碳酸二甲酯),DEC(碳酸二乙酯),EMC(碳酸甲乙酯)等材料。电解质锂盐有LiPF6,LiBF4等材料。

隔膜则是为了阻止正负极材料直接接触而加进来的,我们希望把电池做的尽可能的小,存储的能量尽可能的多,于是正负极之间的距离越来越小,短路成为一个巨大的风险。为了防止正负极材料短路,造成能量的剧烈释放,就需要用一种材料将正负极“隔离”开来,这就是隔离膜的由来。

当电池充电时,正极上锂原子电离成锂离子和电子(脱嵌),锂离子经过电解液运动到负极,得到电子,被还原成锂原子嵌入到碳层的微孔中(插入);当电池放电时,嵌在负极碳层中的锂原子,失去电子(脱插)成为锂离子,通过电解液,又运动回正极(嵌入);锂电池的充放电过程,也就是锂离子在正负极间不断嵌入和脱嵌的过程,同时伴随着等当量电子的嵌入和脱嵌。锂离子数量越多,充放电容量就越高。

4.动力电池的成本构成

根据高工锂电测算每度电电池,每度三元NCM电池和磷酸铁锂电池的电芯成本合计分别为.95元和.97元;电池Pack每度三元NCM电池和磷酸铁锂电池价格分别为.90元和.93元;加上电池管理系统和热管理组件、人工、折旧和制造费用,每度三元NCM电池和磷酸铁锂电池系统的价格分别为.05元和.10元。

从构成比例来看,NCM电池正负极材料占电池系统近一半成本。而磷酸铁锂正极、负极、隔膜、电解液和其他电芯材料合计占尽电池系统近一半成本。

5.动力电池的性能评价指标

动力电池有众多性能评价指标,其中功率密度和循环寿命是普通购车用户

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