從2012年以來，全球新能源汽車市場(chǎng)開始呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)勢(shì)頭，尤其是在中國(guó)加快推動(dòng)新能源汽車應(yīng)用推動(dòng)的帶動(dòng)下，2016年全球新能源汽車銷量接近100萬(wàn)輛，今年有望突破130萬(wàn)輛，中國(guó)新能源車市場(chǎng)占比有望達(dá)到60%。
盡管當(dāng)前新能源汽車銷量占全球汽車銷量的比重還很低，但新能源汽車發(fā)展大潮已經(jīng)形成。部分國(guó)家已經(jīng)出臺(tái)了燃油企業(yè)退出時(shí)間表，各大汽車生產(chǎn)企業(yè)均將新能源汽車視為戰(zhàn)略重點(diǎn)，新能源汽車展品在各大車展中的比例和重要性快速提升，一場(chǎng)以純電動(dòng)汽車為引領(lǐng)的新能源汽車革命已經(jīng)開啟。
今年新能源車銷量有望突破130萬(wàn)輛
以特斯拉、比亞迪等為代表的一批企業(yè)正在引領(lǐng)這一革命進(jìn)程，作為新能源汽車核心動(dòng)力的鋰離子動(dòng)力則是這一革命的“扛旗”者。隨著相關(guān)技術(shù)尤其是智能駕駛、動(dòng)力電池、快速充電等技術(shù)的進(jìn)步，純電動(dòng)汽車引領(lǐng)的新能源革命將進(jìn)一步深入推進(jìn)，誰(shuí)能成為新的“扛旗手”已經(jīng)成為各方競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)。
鋰離子電池推動(dòng)新能源汽車革命1.0
新能源汽車之所以能夠在近幾年出現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)，除各國(guó)政府不遺余力支持之外，鋰離子電池的推動(dòng)作用不可忽視。純電動(dòng)汽車的三大核心部件--電池、電機(jī)、電控，其中對(duì)純電動(dòng)汽車成本、續(xù)航、安全性等影響最大的就是電池。
實(shí)際上，純電動(dòng)汽車早在上世紀(jì)初就出現(xiàn)，也就是我們現(xiàn)在還能在部分城市見到的有軌電車、無(wú)軌電車，只能沿著固定路線行駛。
而真正便捷、不受軌道限制的純電動(dòng)汽車一直未能實(shí)現(xiàn)根本性突破，直到鋰離子電池實(shí)現(xiàn)規(guī)模化、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)之后，在日產(chǎn)、特斯拉等企業(yè)的引領(lǐng)帶動(dòng)下，純電動(dòng)汽車才實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展，并在世界范圍內(nèi)廣為普及，在全球綠色發(fā)展形勢(shì)下，引發(fā)了這場(chǎng)新能源汽車革命。
鋰離子電池成為了這場(chǎng)新能源汽車革命的“舉旗者”，可以說沒有鋰離子電池，就沒有當(dāng)前純電動(dòng)汽車的發(fā)展速度。經(jīng)過多年的發(fā)展，鋰離子電池技術(shù)持續(xù)進(jìn)步，電池容量、充放電速率、循環(huán)壽命等指標(biāo)已經(jīng)能夠基本滿足純電動(dòng)汽車需求，規(guī)模化、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)能力使得鋰離子電池成本快速下降，為純電動(dòng)汽車快速推廣奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
實(shí)際上，純電動(dòng)汽車之前也采用過金屬空氣電池、燃料電池等，但由于相關(guān)電池技術(shù)進(jìn)步緩慢、規(guī)?；a(chǎn)能力弱，并沒有成為推動(dòng)純電動(dòng)汽車發(fā)展的主力。從目前發(fā)展情況看鋰離子電池已經(jīng)獨(dú)占了新能源汽車動(dòng)力電池市場(chǎng)，其他類型動(dòng)力電池的市場(chǎng)占比基本可以忽略不計(jì)。
之所以說“鋰離子電池推動(dòng)新能源汽車革命1.0”，是因?yàn)槟壳坝嘘P(guān)新能源汽車的革命尚不徹底，離人們的期望值還有較大距離，突出表現(xiàn)為:
續(xù)航里程短。隨著技術(shù)的不斷成熟，動(dòng)力鋰電的性能不斷提升。以動(dòng)力鋰電作為動(dòng)力源的電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程已由當(dāng)初的不到100公里增長(zhǎng)至當(dāng)前主流的300公里左右，個(gè)別車型的續(xù)航里程突破了500公里。但是，與當(dāng)前燃油汽車的主流行駛里程500公里相比還有一定差距。
另一方面，對(duì)于目前續(xù)航里程300公里的主流電動(dòng)汽車，動(dòng)力鋰電的重量占車重的一半左右，這也在一定程度上影響了電動(dòng)汽車的續(xù)航里程。
充電速度慢。行駛里程短可以通過大范圍、密集的充電設(shè)施予以解決，但動(dòng)力鋰電充電較慢成為電動(dòng)汽車更大的制約。正常速度下，電動(dòng)汽車的動(dòng)力鋰電完全充滿需要4到8個(gè)小時(shí)。如果加快速度的話，可以在1到2小時(shí)內(nèi)充滿，但會(huì)影響到動(dòng)力鋰電的性能及壽命。
已有實(shí)驗(yàn)證明，如果一直采用快速充電，動(dòng)力鋰電的壽命會(huì)驟減至原來的三分之一，且電池性能會(huì)顯著下滑，安全事故發(fā)生概率大大增加。燃油汽車則不存在這樣的問題，加油時(shí)間不超過5分鐘，安全性和穩(wěn)定性都能夠保證。
新能源車還有諸多難題待解
其他方面，包括價(jià)格偏高、安全事故等。與同類型、同檔次的燃油動(dòng)力汽車相比，電動(dòng)汽車的價(jià)格一般是燃油汽車的2倍以上。幾乎所有廠家生產(chǎn)的電動(dòng)汽車都在充電或者正常行駛過程中發(fā)生過自燃或起火事件發(fā)生，安全問題對(duì)于電動(dòng)汽車來說尤為突出。
上述這些問題的存在，都與鋰離子電池息息相關(guān)，凸顯了鋰離子電池在比能量、安全性等方面的弱點(diǎn)。在上述問題沒有得到徹底解決之前，新能源汽車革命難以實(shí)現(xiàn)最終目標(biāo)(面取代燃油汽車)。
新能源汽車革命之路任重道遠(yuǎn)
從1913年福特開始燃油汽車流水線生產(chǎn)，汽車開始迅速普及開來，到現(xiàn)在已經(jīng)過去一個(gè)世紀(jì)了。燃油汽車的發(fā)展離不開各方面的技術(shù)持續(xù)進(jìn)步，但經(jīng)過上百年的發(fā)展，尤其在環(huán)保壓力日益增大的背景下，燃油汽車仍然占據(jù)了市場(chǎng)絕對(duì)主流，這種情況極為少見。
與此相比，消費(fèi)電子產(chǎn)品變革就快太多了，所需時(shí)間從原先幾十年到現(xiàn)在數(shù)十年、甚至是數(shù)年，從CRT電視到等離子體電視再到液晶電視，從模擬電話到功能手機(jī)再到普及的智能手機(jī)，從臺(tái)式機(jī)到筆記本電腦再到平板電腦，零零總總難以詳述。汽車領(lǐng)域上百年都未發(fā)生革命性變化，主要是以下三方面原因:
一是安全性要求極高，嚴(yán)重制約了新技術(shù)應(yīng)用。汽車作為一種高速的交通工具，具有很強(qiáng)的公共屬性，因此確保安全性是前提條件。在現(xiàn)有非常成熟的燃油汽車生產(chǎn)體系下，每一款新產(chǎn)品(也就是在原有汽車產(chǎn)品框架下)的出現(xiàn)都是需要經(jīng)過數(shù)年的研發(fā)、十萬(wàn)公里的路途測(cè)試、經(jīng)歷成百上千次的安全碰撞測(cè)試，最后通過驗(yàn)收后才能量產(chǎn)。
要是想量產(chǎn)一款全新的產(chǎn)品，所需時(shí)間更是要達(dá)到五至十年。燃油汽車尚且如此，純電動(dòng)汽車面臨的安全性問題就更負(fù)責(zé)了，傳統(tǒng)安全性較高的鉛酸電池滿足不了需求，而能夠滿足要求的金屬燃料電池等動(dòng)力電池又沒有經(jīng)過大規(guī)模生產(chǎn)、使用檢驗(yàn)其安全性，這就使得電動(dòng)汽車和產(chǎn)業(yè)化難度就更大了。
二是動(dòng)力電池相關(guān)技術(shù)進(jìn)步偏慢，難以滿足純電動(dòng)汽車需求。二次電池發(fā)展歷史也已經(jīng)超過了一個(gè)世紀(jì)，但目前實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的也只有鉛酸電池、鎳鉻電池、鎳氫電池、鋰離子電池、金屬燃料電池等少數(shù)幾種，由于種種原因，真正應(yīng)用到電動(dòng)汽車上的只有鋰離子電池。
而鋰離子電池從商業(yè)化到現(xiàn)在也超過了25年，目前也僅僅是初步的滿足了電動(dòng)汽車的要求。盡管現(xiàn)在各種電池技術(shù)在快速進(jìn)步，包括石墨烯電池、柔性薄膜電池、新型鋁離子電池等噱頭十足的新電池技術(shù)，但大多處于實(shí)驗(yàn)室研究階段。
三是汽車作為一種實(shí)物資產(chǎn)，消費(fèi)者更換周期長(zhǎng)。隨著汽車規(guī)模化生產(chǎn)和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇，燃油汽車的價(jià)格持續(xù)下降，但從大多數(shù)家庭收入和汽車價(jià)格來說，購(gòu)買汽車不僅僅是代步工具，還是一種固定資產(chǎn)投資。
加上汽車正常使用壽命是8-10年，消費(fèi)者更換汽車的周期較長(zhǎng)。這就意味著汽車的生命周期很長(zhǎng)，在一定程度上使得汽車生產(chǎn)企業(yè)開發(fā)新產(chǎn)品的意愿不強(qiáng)，品牌以及影響力對(duì)于汽車企業(yè)的重要更加明顯。而對(duì)于消費(fèi)電子企業(yè)來說，如果新產(chǎn)品更新速度不快，跟不上市場(chǎng)變化，就極有可能被淘汰。
燃油車淘汰的時(shí)間普遍較長(zhǎng)
綜合來看，新能源汽車革命要取得成功并不容易，除了動(dòng)力電池、充電速度等自身技術(shù)要取得突破之外，還需要各國(guó)以及各大企業(yè)加快基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，以及突破傳統(tǒng)燃油汽車生產(chǎn)體系形成的阻力。
鋰電池繼續(xù)“扛旗”新能源汽車革命2.0
在全球綠色發(fā)展理念推動(dòng)以及主要國(guó)家的支持下，新能源汽車革命還將深入推進(jìn)至2.0階段，基礎(chǔ)設(shè)施逐步完善，隨著快速充電、智能駕駛等技術(shù)不斷進(jìn)步，新能源汽車將朝著智能化、電動(dòng)化、便捷化發(fā)展，成本也將實(shí)現(xiàn)大幅下降。
在新能源汽車革命2.0階段，新能源汽車使用便捷性和性價(jià)比將大幅提升，鋰離子電池繼續(xù)成為動(dòng)力電池主流選擇，高舉新能源汽車革命的旗幟，主要基于以下考慮:
新型電池技術(shù)產(chǎn)業(yè)化尚需時(shí)間成熟。當(dāng)前，新型電池技術(shù)大多處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，按照技術(shù)成果產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，要大規(guī)模應(yīng)用推廣至少需要10年以上時(shí)間?？紤]到電池的安全性因素，需要驗(yàn)證的時(shí)間可能會(huì)更長(zhǎng)。
固態(tài)電池實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化尚需時(shí)日
對(duì)于部分逐漸成熟的技術(shù)，如雙碳電池、固態(tài)鋰離子電池等，生產(chǎn)工藝并未成熟，并且核心技術(shù)掌握在一兩家企業(yè)手上，產(chǎn)量有限且價(jià)格偏貴，難以在近期實(shí)現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用。至于超級(jí)電容器、氫燃料電池和鋅、鋰金屬燃料電池等已經(jīng)開始小規(guī)模生產(chǎn)的技術(shù)，價(jià)格較高，市場(chǎng)接受需要一段時(shí)間。
另外，盡管納米制備技術(shù)已經(jīng)比較成熟，但制備某種特定結(jié)構(gòu)的納米材料還無(wú)法實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。
鋰離子電池領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)較為明顯。從市場(chǎng)份額看，目前鋰離子電池基本占據(jù)智能終端、電動(dòng)汽車等主流市場(chǎng)，隨著價(jià)格不斷下降，正在進(jìn)一步搶占傳統(tǒng)鉛酸電池市場(chǎng)。從技術(shù)開放程度看，主要各國(guó)的企業(yè)都掌握鋰離子電池核心技術(shù)，而新型電池技術(shù)只掌握在少數(shù)企業(yè)或者國(guó)家手上。
從吸引的投資來看，近兩年來全球在鋰離子電池方面的投資超過了2000億元，將進(jìn)一步加快鋰離子電池技術(shù)進(jìn)步和成本降低。而就算是豐田放開了氫燃料電池技術(shù)專利，能夠吸引的投資仍十分有限。
未來10年鋰離子電池仍是主流
歷史發(fā)展經(jīng)驗(yàn)也表明，技術(shù)愈開放，投資愈多，最終勝出的可能性越大，可以說，鋰離子電池在二次電池市場(chǎng)已經(jīng)占據(jù)了相當(dāng)明顯的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。盡管鋰離子電池本身存在一定的弱點(diǎn)，但納米負(fù)極材料、離子電解液、固態(tài)鋰離子電池等新技術(shù)的應(yīng)用有望幫助克服這些弱點(diǎn)。
性價(jià)比決定電池市場(chǎng)走向。影響電池性價(jià)比的因素包括成本、續(xù)航里程/時(shí)間、使用壽命/充電次數(shù)等，綜合來看，在智能終端、電動(dòng)汽車等應(yīng)用領(lǐng)域，鋰離子電池的性價(jià)比明顯高于其他類型電池以及新型電池。
以動(dòng)力電池為例，目前鋰離子電池價(jià)格在200美元/千瓦時(shí)左右，續(xù)航里程為300公里的電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池成本不到1萬(wàn)美元。而功率100瓦相當(dāng)于1.8L排量的氫燃料電池電動(dòng)汽車，僅氫燃料電池組成本就接近100萬(wàn)元，這還是已經(jīng)開始推廣使用的氫燃料電池，更不用說那些尚在研發(fā)當(dāng)中的新型電池。
因此，盡管金屬燃料電池包括最近熱炒的新型鋁離子電池在比能量以及使用壽命上都比鋰離子電池更具優(yōu)勢(shì)，但關(guān)鍵在于尚未實(shí)現(xiàn)規(guī)?；慨a(chǎn)，許多難題尚待克服。
所以綜合來看，鋰離子電池還將是新能源汽車革命2.0階段的首選動(dòng)力電池，在未來10年內(nèi)繼續(xù)占據(jù)絕對(duì)市場(chǎng)地位。當(dāng)然，10年時(shí)間也可以讓部分新型電池技術(shù)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)應(yīng)用并開始搶占鋰離子電池在動(dòng)力電池市場(chǎng)的份額，但按照當(dāng)前技術(shù)演進(jìn)速度，10年之后新能源汽車革命將步入3.0階段。
