如何应对新能源汽车价格上涨?

受疫情和国际形势影响,锂、镍等动力电池原材料价格持续上涨,供应链中断,导致国内新能源汽车价格自去年底以来上涨2-3轮,直接抬高了消费者的购车成本。这对供需双方都不是好消息。如果涨幅不大,可能部分消费者还能接受,但涨幅过大,消费者难以承受,可能会直接影响购买新能源汽车的决定,进而影响新能源市场的整体发展。

要解决新能源汽车价格飞涨的问题,首先要解决动力电池原材料的价格波动。但目前来看,这个市场的供需状况很难在短时间内改变。从长远来看,解决这一问题的最好办法是坚持电池技术和材料的多元化发展,摆脱锂等原材料的束缚。

近日,国家发改委副主任林念修在中国电动汽车百人论坛委员会上提出,要巩固锂离子电池技术和产业优势,加快钠离子、无钴、固态电池、燃料电池等新型电池技术发展,推进电池技术和材料多元化,鼓励中外企业创新合作模式,有效缓解稀有金属和稀有金属资源供应矛盾。

当代安培科技有限公司董事长曾玉群也认为,“碳中和”催生了太瓦时电池的需求,推动了新能源产业的蓬勃发展,不断产生新的应用场景,给了不同技术施展的舞台。多元化的技术路线也有助于行业的长期稳定发展。

事实上,目前市场上新能源汽车使用的动力电池基本都是由磷酸亚铁锂和三元电池组成。今年前两个月,中国动力电池装载总量29.9GWh,同比累计增长109.7%。其中,三元电池累计装载量为13.1GWh,占整车装载量的43.8%,累计同比增长50.6%;磷酸铁锂电池累计装载量为16.7GWh,占整车装载量的55.9%,同比累计增长203.1%,呈现快速增长发展势头。值得注意的是,2月份磷酸铁锂电池的负载量首次超过三元电池。

除了以上两种主流电池,钠离子电池、无钴电池、固态电池、燃料电池也有所发展。

去年7月29日,当代安培科技有限公司发布了其第一代钠离子电池,与此同时,锂钠混合电池包也在发布会上首次亮相。这是基于“双碳”经济和新能源产业进入多层次、多类型、多元化发展阶段,以及新能源汽车市场对电池的差异化需求。

钠离子电池的工作原理与锂离子电池类似,主要通过钠离子在正负极之间的插入和抽出来实现电荷转移。然而,钠离子体积更大,对材料的结构稳定性和动态性能要求更高,这也成为钠离子电池迟迟不能商业化的瓶颈。

当代安培科技有限公司研发的第一代钠离子电池基于材料体系的突破,具有高能量密度、高倍率充电、优异的热稳定性、良好的低温性能和高集成效率等优点。其电芯能量密度高达160Wh/kg(根据当代安普科技有限公司的规划,下一代钠离子电池的能量密度研发目标在200Wh/kg以上);室温充电15分钟,电量可达80%以上;在-20℃的低温环境下,放电保持率在90%以上。系统集成效率可达80%以上;热稳定性也远远超过国家安全标准。

在制造工艺上,钠离子电池可以完美兼容锂离子电池生产设备和工艺,快速切换生产线,完成产能快速布局。目前,当代安培科技有限公司已经开始钠离子电池的产业布局,2023年将形成基本产业链。

目前工业上使用的磷酸铁锂电池成本较低,但另一方面能量密度通常在170-180 Wh/kg。三元系能量密度可达250wh/kg以上,但钴用于三元材料,钴的国际市场价格极不稳定,长期维持在高位。

无钴技术路线主要是平衡用户对长续航、高安全性、高快充、低成本的平衡追求。基于三元系衍生的NMX无钴路线,无钴材料可以实现高能量密度电池的产品设计。

据了解,蜂巢能源的无钴材料实现了零钴元素,从而完全不受钴市场的影响,实现了低成本,其能量密度可与三元材料持平。因此,从长远来看,无钴电池相对于磷酸亚铁锂技术方向和三元电池技术具有很大的竞争优势,是行业发展不可替代的趋势。

蜂巢能源H平台无钴正极材料制成的电池产品,室温下循环寿命可达2500次以上。能量密度方面,目前无钴电池可以做到240~245Wh/kg,远高于主流磷酸铁锂电池170~180Wh/kg的水平,非常接近811体系三元锂电池240~250Wh/kg的水平。

值得一提的是,搭载蜂巢能量无钴锂离子电池的欧拉樱桃猫曾于去年成都车展亮相。它采用82.5kWh无钴电池组,NEDC续航600km。这也是全球首款搭载无钴电池的新能源汽车。预计今年上市。

需要注意的是,松下总裁南健雄贵最近表示,松下将力争在三年内实现无钴电池的量产。这意味着无钴电池有一定的市场需求,但是否会大量加载还需要时间检验。

固态电池是以固体为电解质和导电介质的电池,与目前广泛使用的液体电解质电池在原料和生产路线上都有很大的不同。固态电池按固化程度可分为半固态、准固态和全固态电池。

中国电动汽车百人会副理事长、中科院院士高表示,2025年是液体电池向固体电池转型的关键时期。中国动力电池产业化的目标是,到2025年,液体系电池能量密度达到350 Wh/kg;2030年,液体电池向固体电池过渡的固液混合电池能量密度为400 Wh/kg;2035年,准/全固态电池电芯能量密度将达到500Wh/kg。2030年,预计我国全固态电池占比不会超过1%。

目前固态电池只发展到半固态电池阶段,蔚来ET7是最早装的。根据最近曝光的消息,蔚来ET7采用的是卫兰新能源提供的混合固液电解质电池,单次充电续航1000km。该电池预计将于今年年底或明年上半年开始量产。

在能量密度方面,固态电池通过化学成分可以减少40%的体积和25%的重量。以当代安培科技有限公司的固态电池专利技术为例,有望突破500Wh/kg的能量密度。

安全性方面,与目前的液体电解质电池相比,固态电池具有不易燃、不挥发、不腐蚀、不泄漏的优点,即使在高温环境下也不会产生副作用。此外,固态电池在结构上的温度适应性更强,使用寿命也比液态电池更长。

理论上,固态电池可以解决目前液体电解质电池的大部分头痛问题,但在量产和商业化方面还存在一定困难。

3月23日,国家发改委、国家能源局联合发布《氢能产业发展中长期规划(2021-2035)》,其中提出支持氢燃料电池技术发展,计划到2025年,燃料电池汽车保有量约5万辆。此外,规划还首次明确氢能是未来国家能源体系的重要组成部分,以可再生能源制氢为主要发展方向。

日韩车企在氢燃料电池领域的时间比较长,产品也相对更加成熟。在中国,SAIC较早在FCEV投资,投资氢喷射技术,专门开发氢燃料电池系统。SAIC·蔡斯还发布了燃料电池MPV——eun IQ 7。

写在最后:从现阶段来看,解决新能源汽车价格上涨的最好办法是保供应、稳价格,加强锂、镍、钴等资源保障体系建设,加快构建开发与采购并重、国内外互帮互助的多元化供应保障体系,维护市场供求。从长远来看,需要不断突破电池技术,寻找更符合市场需求的原材料。