在剛剛過(guò)去的2017年，蔚來(lái)、小鵬、車(chē)和家、威馬等多家新造車(chē)勢(shì)力紛紛推出了自家的首款量產(chǎn)車(chē)型或接近量產(chǎn)車(chē)的工程樣車(chē)，上汽、廣汽、比亞迪、北汽等傳統(tǒng)汽車(chē)廠商也不斷豐富著自己的新能源產(chǎn)品，新能源汽車(chē)領(lǐng)域可謂是風(fēng)起云涌。

經(jīng)過(guò)這一年的醞釀，在加上將會(huì)在今年4月1日正式實(shí)施的雙積分政策助力，2018年的新能源汽車(chē)市場(chǎng)注定廝殺慘烈。

當(dāng)然了，繁榮的景象掩蓋不了新能源汽車(chē)所面臨的階段性問(wèn)題，最大的問(wèn)題便是動(dòng)力電池的續(xù)航以及充電問(wèn)題，這也是目前制約新能源汽車(chē)銷(xiāo)售的主因。某種程度上講，我們談?wù)撔履茉雌?chē)，本質(zhì)上就是在談?wù)撾姵亍Ｐ履暌潦?，我們就?lái)全方位的聊一聊現(xiàn)階段的動(dòng)力電池，種類(lèi)有哪些？有什么優(yōu)缺點(diǎn)？電池安全如何來(lái)保障？各家車(chē)企如何來(lái)選擇？哪些電池供應(yīng)商讓人放心？你想知道的都會(huì)在這里。

一、我們?cè)摪央姵財(cái)[在怎樣的高度？

同內(nèi)燃機(jī)在傳統(tǒng)能源汽車(chē)上的作用一樣，電池是新能源汽車(chē)的動(dòng)力源，其重要意義不言而喻。

在純電動(dòng)汽車(chē)上，電池除了提供動(dòng)力來(lái)源外，電空調(diào)、電制動(dòng)、電轉(zhuǎn)向三小電系統(tǒng)等也全部由動(dòng)力電池來(lái)供應(yīng)能源。

在成本方面，現(xiàn)階段，電池成本占比達(dá)到了整車(chē)的30%-40%，是三大電系統(tǒng)（電池、電控、電機(jī)）中占比最高的部分。作為對(duì)比，傳統(tǒng)能源汽車(chē)上的發(fā)動(dòng)機(jī)大概占整車(chē)成本15%左右。綜合來(lái)看，電池是決定電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)航、價(jià)格、駕乘品質(zhì)的關(guān)鍵所在，每一點(diǎn)都是影響消費(fèi)者購(gòu)買(mǎi)意愿的重要因素。

二、動(dòng)力電池的種類(lèi)以及優(yōu)缺點(diǎn)

不同電動(dòng)車(chē)的續(xù)航、價(jià)格以及充電時(shí)間不同，其中很重要的一個(gè)原因就是車(chē)輛的動(dòng)力電池種類(lèi)不同。至于種類(lèi)是如何劃分的，各自種類(lèi)有什么特點(diǎn)，稍后再說(shuō)，我們先來(lái)看看車(chē)輛動(dòng)力電池的組成。

動(dòng)力電池常被稱作是電池包，本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，電池包就是靠一個(gè)個(gè)單個(gè)的電池芯組成的。首先，一定數(shù)量的電池芯會(huì)被組合到一起形成電池模組，然后多個(gè)電池模組再被組合到一起形成電池包。這樣的組成形式有利于對(duì)電池進(jìn)行統(tǒng)一管理與監(jiān)控，同時(shí)具有不錯(cuò)的安全性。

電池芯、電池模塊與電池包三者之間的關(guān)系。

對(duì)動(dòng)力電池有了大概的認(rèn)識(shí)之后，我們?cè)倭碾姵氐姆N類(lèi)就比較清楚了。說(shuō)是電池種類(lèi)，其實(shí)嚴(yán)謹(jǐn)一些應(yīng)該說(shuō)是電芯的種類(lèi)。前面講到電池包是由一個(gè)個(gè)電池芯組成的，電池芯的種類(lèi)就決定了電池包的形態(tài)、續(xù)航能力、充放電效果等。

首先，按照結(jié)構(gòu)劃分，電池芯可以分為圓柱電池、方殼電池以及軟包電池。目前這三種結(jié)構(gòu)電池芯在新能源車(chē)型上都有應(yīng)用，比如特斯拉旗下車(chē)型都采用圓柱電池，日產(chǎn)Leaf（聆風(fēng)）

則采用的是軟包電池。

圓柱電池、方殼電池與軟包電池典型形態(tài)。

圓柱電池應(yīng)該是我們最容易想象到的結(jié)構(gòu)，因?yàn)槿粘Ｉ钪形覀冏畛＝佑|的電池形式就是這種圓柱形。同我們常見(jiàn)的5號(hào)、7號(hào)電池類(lèi)似，車(chē)用圓柱電池也具有特定的規(guī)格型號(hào)，比如18650、21700型號(hào)等，其中前兩位數(shù)字表示圓柱電池的直徑，18即代表18mm。三四位表示圓柱電池的高度，最后一位“0”則表示電池為圓柱形態(tài)。

這種圓柱電池最早是由索尼（SONY）公司設(shè)立標(biāo)準(zhǔn)并制造的，如今這種電池已經(jīng)廣泛應(yīng)用在了新能源汽車(chē)領(lǐng)域。

因?yàn)閳A柱電池具有統(tǒng)一的規(guī)格，因此設(shè)計(jì)打包成模組非常方便，但是其能量密度因?yàn)橐?guī)格限制會(huì)受到影響。

方殼電池通常指具有鋁制或鋼制外殼方形電池，這種電池沒(méi)有統(tǒng)一的規(guī)格限制，可以根據(jù)客戶要求進(jìn)行定制，相對(duì)來(lái)說(shuō)，這種電池能量密度較高，重量較輕，但是長(zhǎng)時(shí)間使用后其邊角處電解液化學(xué)性能退化會(huì)比較明顯，影響電池性能。

軟包電池，顧名思義其電池外殼是由一層鋁塑膜包裝而成，因此設(shè)計(jì)較為靈活，可以隨意改變形狀、薄厚，打包成模組較為靈活方便。另外，這種電池重量輕、能量密度高、循環(huán)性好。安全方面也要比方殼電池和圓柱電池要高，是目前發(fā)展?jié)摿^大的一種電池結(jié)構(gòu)。

采用軟包電池的日產(chǎn)Leaf電池組，可以看到其電池模塊并不統(tǒng)一，擺放方向也不一致，電池包呈現(xiàn)出來(lái)的形態(tài)呈現(xiàn)不規(guī)則形。

上面是按照電池的形態(tài)劃分，如果按照電池材料劃分的話，電芯有磷酸鐵鋰、鎳鈷錳三元鋰等不同類(lèi)型，這里的材料指的是電池的正極材料，負(fù)極材料目前主要以石墨為主，硅碳負(fù)極因?yàn)槟軌驑O大拓展電池能量密度因此具有很高的關(guān)注度，是目前電池發(fā)展方向之一。

拿目前常見(jiàn)的磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池對(duì)比，兩者屬于優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，一方面磷酸鐵鋰具有較高的安全性，但是其循環(huán)壽命以及能量密度都較差一些。另一方面，三元鋰電池具備較高的能量密度、循環(huán)壽命以及抗低溫衰減能力，但是其安全性相對(duì)要低一些，至今我國(guó)仍然規(guī)定三元鋰電池不能應(yīng)用在大巴等商用車(chē)上。

不過(guò)也不用擔(dān)心，無(wú)論是磷酸鐵鋰電池還是三元鋰電池，應(yīng)用之前都會(huì)經(jīng)過(guò)火燒、碰撞、穿刺等安全測(cè)試。通過(guò)合理的電池管理系統(tǒng)以及溫度控制系統(tǒng)，三元鋰電池的安全性還是可以得到保障的。

三、電池供應(yīng)商的崛起

要說(shuō)新能源汽車(chē)發(fā)展最大的受益者是誰(shuí)，那無(wú)疑是電池供應(yīng)商了。在此之前，這些電池供應(yīng)商的主要客戶是消費(fèi)電子類(lèi)廠商，相比汽車(chē)廠商而言，這些客戶的需求量只能算是九牛一毛。目前全球電池供應(yīng)商主要集中在中日韓美四國(guó)，其中松下、三星SDI、LG、AESC、比亞迪、寧德時(shí)代等電池供應(yīng)商年出貨量都呈現(xiàn)逐年遞增態(tài)勢(shì)。其中寧德時(shí)代等電池供應(yīng)商更是從名不見(jiàn)經(jīng)傳的“小廠”躋身行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者。

華晨寶馬首款高端純電動(dòng)車(chē)“之諾1E”的動(dòng)力電池系統(tǒng)由寧德時(shí)代和寶馬共同開(kāi)發(fā)，由寧德時(shí)代制造，與寶馬的合作讓寧德時(shí)代聲名鵲起，隨后大眾、北汽、上汽等汽車(chē)廠商紛紛尋求合作。

面對(duì)崛起的電池供應(yīng)商，大部分汽車(chē)廠商都抱以扶持和合作姿態(tài)，以謀求共贏。比如特斯拉和松下合作投資在美國(guó)建立Gigafactory超級(jí)電池工廠、上汽與寧德時(shí)代合作共建工廠、比亞迪與國(guó)軒高科合作共建工廠等，車(chē)企與電池廠商聯(lián)姻的例子舉不勝舉。

特斯拉位于內(nèi)達(dá)華州的Gigafactory工廠計(jì)劃產(chǎn)能是35GWh，這一數(shù)字相當(dāng)于2013年全球電池產(chǎn)量總和，最大產(chǎn)能實(shí)現(xiàn)之后電池成本預(yù)計(jì)可以削減30%。

在合作浪潮中也有不少例外，比如日產(chǎn)便拋售了自己控股的AESC電池公司。日產(chǎn)表示隨著電動(dòng)汽車(chē)的普及，電池行業(yè)將告別高利潤(rùn)，格局可能面臨洗牌。而從整車(chē)企業(yè)角度來(lái)看，開(kāi)放采購(gòu)而不是把控一兩家電池供應(yīng)商，技術(shù)路線上風(fēng)險(xiǎn)更低，也有利于降低成本。

AESC為日產(chǎn)與日本電器NEC在2009年組建的合資公司，日產(chǎn)持有51%股份，而其余股份為NEC持有。2016年，AESC以1622MWh的出貨量，僅次于松下、比亞迪和LG化學(xué)，排名全球第四。

有人看得開(kāi)就有人著急，歐盟在前段時(shí)間召開(kāi)會(huì)議商討電池產(chǎn)業(yè)問(wèn)題，在汽車(chē)行業(yè)一直強(qiáng)勢(shì)的歐洲廠商面對(duì)新能源發(fā)展似乎動(dòng)作緩慢了些，在電池行業(yè)上更是被中日韓美拉開(kāi)差距，為此歐盟鼓勵(lì)歐洲地區(qū)公司對(duì)電池產(chǎn)業(yè)進(jìn)行投資，其中德國(guó)大眾集團(tuán)以及奔馳、寶馬公司都有創(chuàng)立自己電池工廠的意圖，甚至已經(jīng)采取了相關(guān)部署。

去年法蘭克福車(chē)展期間，大眾公布大規(guī)模電動(dòng)車(chē)發(fā)展計(jì)劃《RoadmapE》，其中非常重要的一條信息就是大眾將投資500億歐元來(lái)發(fā)展電動(dòng)車(chē)電池產(chǎn)業(yè)。

四、電池回收問(wèn)題

廢舊電池存在高污染性，這一點(diǎn)想必是人盡皆知，隨著新能源汽車(chē)的增多，將來(lái)廢舊電池回收問(wèn)題不得不考慮?；叵胍幌拢约杭抑械膹U電池都是怎樣處理的，如果我沒(méi)有猜錯(cuò)的話，百分八十是放在抽屜里當(dāng)它不存在一樣吧。

目前三元鋰電池包循環(huán)壽命大概在2000次左右，磷酸鐵鋰電池包表現(xiàn)會(huì)相對(duì)差一些，但是按照正常使用的話使用年限也在10年左右，對(duì)于現(xiàn)階段來(lái)說(shuō)電池回收可能不是大問(wèn)題，但兩三年后就不得不“還債”了。對(duì)于追求利潤(rùn)的車(chē)企來(lái)說(shuō)，廢電池回收顯然是費(fèi)力不得好，但不得不面對(duì)，現(xiàn)階段還沒(méi)有特別明確的規(guī)定或制度，將來(lái)政府、電池生產(chǎn)廠商、車(chē)企應(yīng)該會(huì)聯(lián)合起來(lái)應(yīng)對(duì)這一難題。

目前已有的處理方案是對(duì)老舊電池進(jìn)行篩選，狀況較好的可能會(huì)被用作低耗能設(shè)備的儲(chǔ)能裝置，對(duì)于狀態(tài)較差的就要拆解回收了。

這是BOSCH公司關(guān)于電池回收問(wèn)題的解決方案，把廢舊電池進(jìn)行拆解重組，然后當(dāng)做儲(chǔ)能系統(tǒng)用來(lái)平衡電網(wǎng)電壓。

五、未來(lái)電池發(fā)展

雖然說(shuō)電動(dòng)車(chē)的續(xù)航里程不只是由電池來(lái)決定的，但現(xiàn)階段電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)航確實(shí)受到電池技術(shù)的制約，下面列出了目前比較具有發(fā)展?jié)摿Φ碾姵胤N類(lèi)。

1、硅碳復(fù)合負(fù)極材料

硅碳復(fù)合材料作為未來(lái)負(fù)極材料的一種，其理論克容量石墨類(lèi)負(fù)極高出了10倍有余，其產(chǎn)業(yè)化后，將大幅提升電池的容量。目前各大材料廠商紛紛在研發(fā)硅碳復(fù)合材料，如BTR、革鑫納米、杉杉、華為、三星等。現(xiàn)在硅碳復(fù)合材料存在的主要問(wèn)題有：充放電時(shí)，體積膨脹，吸液能力強(qiáng)；循環(huán)壽命差。目前正在通過(guò)硅粉納米化，硅碳包覆、摻雜等手段解決以上問(wèn)題，且部分企業(yè)已經(jīng)取得了一定進(jìn)展。

2、石墨烯

石墨烯自2010年獲得諾獎(jiǎng)以來(lái)，廣受全球關(guān)注，特別在中國(guó)。國(guó)內(nèi)掀起了一股石墨烯研發(fā)熱潮，其具諸多優(yōu)良性能，如透光性好，導(dǎo)電性能優(yōu)異、導(dǎo)熱性較高，機(jī)械強(qiáng)度高。

鑒于石墨烯當(dāng)前的批量生產(chǎn)工藝不成熟、價(jià)格高昂、性能不穩(wěn)定，石墨烯將率先作為正負(fù)極添加劑在鋰離子電池中使用。

3.固態(tài)電池

固態(tài)電池是用特殊的固態(tài)材質(zhì)代替液態(tài)的電解液，這樣一來(lái)，鋰電池自身的安全問(wèn)題就徹底得到了根治。另外，固態(tài)電池相比同體積的鋰電池電池容量至少提升兩倍，在相同的續(xù)航里程下，固態(tài)電池體積可以做得更小、更輕。在充電速度方面，固態(tài)電池也具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

編輯點(diǎn)評(píng)：電動(dòng)化趨勢(shì)雖然非常明確，但是電動(dòng)汽車(chē)普及難度還非常大，其中電池性能是非常關(guān)鍵的一點(diǎn)。低價(jià)格電動(dòng)車(chē)?yán)m(xù)航里程短、駕乘體驗(yàn)不佳，高價(jià)格電動(dòng)車(chē)?yán)m(xù)航里程雖然提升，但是較高的身價(jià)也注定了其是少數(shù)人的選擇，對(duì)于推動(dòng)新能源汽車(chē)普及意義不大。升級(jí)電池性能是新能源汽車(chē)普及的根本。