文/桃李
随着新能源市場的穩步發展,新能源汽車在市場的滲透率不斷提高,不少車企也開始将逐漸停産燃油車的計劃提上日程,并将自己的發展重點向純電動的方向轉變。但是從目前的市場情況來看,新能源汽車的發展似乎進入了瓶頸期,首先是續航焦慮的問題遲遲沒有得到解決;其次是随着市場需求的增長,新能源的上遊原材料産業紛紛漲價。而這些問題都指向了一個地方,那就是電動車的電池。
提到電池大家并不陌生,從我們使用的日常設備,如手機、電腦等,到航空航天領域,電池都發揮着至關重要的作用。而對于電動車而言,電池就像它的心髒一般,承擔着給車輛輸送能量的作用,那麼今天就帶大家剖析一下電池的内部構造,看看電動車的“心髒”長什麼樣,漲價都漲在了什麼地方。
我們都知道電動汽車的動力來自多個互聯模塊組成的電池組,其中的每個模塊由數十到數百個锂離子電池組成,所以下面我們就從單個锂離子電池來研究其内部構造和成本分布。
锂離子電池是指锂離子(符号為Li )嵌入化合物為正、負極的二次電池,也就是我們常說的充電電池。它主要依靠锂離子在正極和負極之間移動來工作,例如充電時,Li 從正極脫嵌,經過電解質嵌入負極,負極處于富锂狀态;放電時則相反,而這個過程主要是通過以下的組成部分來完成的。
首先是正極,由正極材料 導電劑 粘合劑 (PVDF) 集流體(鋁箔)組成,正負極材料不但要活潑,還要具有非常穩定的結構,才能實現有序的,可控的化學反應。目前常見的正極材料有钴酸锂、磷酸鐵锂、錳酸锂、鎳钴錳三元等材料,而根據正極材料的不同可分為钴酸锂電池、磷酸鐵锂電池、錳酸锂電池、三元锂電池等。
而锂離子電池的負極是由負極活性物質碳材料或非碳材料、粘合劑和添加劑混合制成糊狀膠合劑均勻塗抹在銅箔兩側,經幹燥、滾壓而成。活性物質既要求是好的能量載體,又要相對穩定,還要有相對豐富的儲量,便于大規模制造。
在正負極之間還有一層隔膜,厚度一般為8~40μm,在電池體系中起着分隔正負極、阻隔充放電時電路中電子通過、允許電解液中锂離子自由通過的作用,可在電池充放電或溫度升高的情況下有選擇地閉合微孔,以限制過大電流、防止短路,其性能的優劣直接決定了電池的整體性能。目前市場上的隔膜主要有單層PP,單層PE,雙層PP/PE,三層PP/PE/PP複合膜等。
最後是電解液,它在電池中起到傳輸離子的作用,主要由高純度的有機溶劑、電解質锂鹽、和必要的添加劑等原料,在一定條件下、按一定比例配制而成。電解液讓锂離子擁有更高的電導率,提升電池的充放電效率,而其熱穩定性對锂離子電池的安全性和循環壽命有非常大的影響。
看完了電池的内部構造,我們再來說說電池漲價的是哪個部分。相關數據顯示,單個锂離子電池的成本主要包括六個方面,從高到低分别是正極占51%;制造過程占24%;負極占12%;隔闆、電解液和電池外殼各占7%、4%和3%。上文中我們說到了電池可以根據正極材料進行分類,主要是因為構成正極材料的金屬需求量非常大,而這也是正極成本如此之高的原因所在。
與此同時,最新數據顯示,锂、钴、鎳等動力電池主要原材料均大幅漲價。自2021年12月21日以來,鎳的報價由原來的不到15萬元/噸,漲到3月20日的22萬元/噸;钴的華東市場報價從不到49萬元/噸漲到56.6萬元/噸;磷酸鐵锂生産價由原來的不到10萬元/噸一路上漲到超15萬元/噸,漲幅接近60%。所以現在大家知道動力電池漲價是因為什麼了吧。
總結:
新能源汽車想要進一步發展,不斷突破電池方面的技術瓶頸是一個關鍵,這還有很長一段路要走,另外,随着相關政策的引導以及新能源市場趨于穩定,相信後續新能源的價格應該也會歸于穩定。
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