宁德新能源时代 新能源小汽车宁德

新能源汽车问答 admin 1个月前 (01-27) 1次浏览 已收录 扫描二维码

本文目录

  1. 新能源汽车的旧电池,后来都去了哪儿
  2. 新能源汽车的电池有哪几种
  3. 宁德时代首次“战败”

一、新能源汽车的旧电池,后来都去了哪儿

1、随着新能源汽车产量和消费量逐年递增,电池报废率也随之增加。2013 年前后是国内新能源汽车大规模推广的起点,按照动力电池设计使用年限普遍为 5 到 8 年,那么 2020 年前后无疑是动力电池的报废高峰期。据估算,2020 年国内累计退役的动力电池规模或将达到 20 万吨(约 25GWh),2025 年累计退役量约为 78 万吨(约 116GWh)。

2、在如此巨量的退役电池面前,电池报废后该如何处理成为最大的难题。众所周知,废弃电池内含有的多种贵金属和危险物质,如若处理不当不仅会造成资源浪费,更有可能造成环境污染,所以废旧电池综合回收及处理一直是新能源业内焦点。

3、目前来看,国内对于废旧动力电池的回收和利用主要有两种方式,一种是再生利用,另一种是梯次利用。

4、先来说说再生利用,它是是对废旧电池进行拆解、破碎、分选、材料修复或冶炼等处理后进行资源化利用。以常见的三元锂电池为例,内部含有大量的锰、镍、钴等有色金属,就算长期使用,直到电池衰减到初始容量的 30%以下,里面的一些金属元素仍可以被回收利用,从而被重复利用再加工,尤其是钴和镍更是较为稀缺的矿藏资源。不过电池回收工艺的过程极为复杂,成本也极高。

5、听起来很简单,但实际操作的难度很大。首先是要对电池进行彻底放电,然后对电池内部各种材料如隔膜、电解液、正极、负极等材料等进行拆分,取出各部分材料,最后才能冶炼回收金属元素。

6、目前国内动力电池的主流回收工艺有几种,如物理拆解、干法冶金、湿法冶金等几种工艺,不同的工艺处理都有各自的优缺点,而且针对不同类型的电池也有不同的回收工艺。比如湿法冶金适合磷酸亚铁锂电池的回收,优点是工艺稳定性好,不足在于成本高和工艺复杂。而干法冶金回收钴和镍的效果更好,优点是工艺简单,但污染较大,这里需要专业的防污染措施。

7、由于电池回收难度之大,所需要投入的人力物力无疑也是巨大的。有数据显示,目前 1 吨磷酸铁锂电池回收成本在 8500 元左右,而经过一系列回收处理之后,市场价值仅 9000 元左右,基本没什么利润可言。

8、值得注意的是,目前电池回收业务除了小部分被掌握在有资质、有规模且正规的大型第三方回收企业旗下之外,很大一部分退役电池还是被一些作坊类企业分摊,这些非正规的小作坊通过分散的中介将 4S 店或者废弃回收站里的关系收集动力电池,使用原始、低成本的手工拆解方法将电池拆解后,再加工卖给相关企业赚取利润,但由于非专业拆解以及废液处理,因此环境污染、甚至爆炸的风险较高。

9、梯级利用是对废旧电池进行必要的检测、分类、拆分、电池修复或重组后,当电池容量降至初始容量的 70-80%以下,动力电池就难以满足汽车续航要求,但这些动力电池却可以重新用于低速电动车、电动工具、太阳能/风能储能装置等领域。

10、在正规的梯级回收利用中,符合安全标准的退役汽车动力电池会找到一个“新岗位”,尽量榨干它们的剩余价值。例如给动力/续航需求较弱的电动车辆使用、给通讯基站、路灯等装置当储能装备。

11、整体来看,梯级利用的一大优势是无需把电池完全拆解,更环保也更安全。但经济效益较低,毕竟这些退役电池主要应用在储能、照明等领域,未免有点大材小用。尽管梯级利用的产生的效益有限,但也是今后动力电池回收利用行业的重点方向,因为不可能所有的闲置退役电池都能被快速的再生利用,而梯级利用恰好是一种周期较长的电池回收方式。

12、如今的电池回收市场,主要的参与者有第三方的电池回收企业(格林美、邦普等)、电池生产厂商(宁德时代、比亚迪等)、电池材料生产厂商(赣锋锂业、华友钴业等)以及小作坊等。值得一提的是,随着此前工信部文件提出谁产谁负责,谁污染谁治理,明确了汽车生产企业将承担动力蓄电池回收的主体责任,主机厂也在陆续布局电池回收业务。特斯拉去年底也在官网上宣布上线电池回收服务。

13、不过,由于车企不可对电池进行直接拆解,因此大多数车企选择与电池回收企业合作的方式,这其中既有梯级利用,也有通过再生利用。比如比亚迪利用 e6 车型回收的磷酸铁锂电池组建造了浙江省最大规模的梯次储能电站、比亚迪、三星联合格林美公司成立了福建格林美再生资源有限公司、博世联合宝马集团,用退役电池建造大型光伏电站储能系统。而特斯拉在去年 9 月份也上线了电池回收服务,官网表示,报废的锂离子电池均不会做填埋处理,可 100%回收利用。

14、此外,诸如像丰田、大众、通用这样巨头车企都建立了各自完整的电池回收体系,似乎为未来大量退役电池做好了准备。

15、虽然电池回收的参与者众多,但国内电池回收体系的规范尚未形成。近期发布的《新能源汽车产业发展规划(2021-2035 年)》,再次强调了完善动力电池回收、梯级利用和再资源化的循环利用体系,鼓励共建共用回收渠道,建立健全动力电池运输仓储、维修保养、安全检验、退役退出、回收利用等环节管理制度,这将引导动力电池回收利用行业朝着更规范更健康的方向发展。

二、新能源汽车的电池有哪几种

新能源电车现在越来越成为许多人买车的首选,它相比燃油车更智能、更省钱,但电池仍旧是一个大问题,如电池的续航、密度、重量、价格和安全等问题。其实动力电池也分很多种,今天,就和大家聊聊当前不同种类的新能源电池。

那么,当前的动力电池大致有以下几种,分别是三元锂电池、磷酸铁锂电池、钴酸锂电池、镍氢电池、固态电池。其中,新能源电车普遍采用的是三元锂电池和磷酸铁锂电池,正所谓“双雄争霸”。

三元锂电池:比较典型的,正是宁德时代的镍钴锰系列,行业里还有镍钴铝系列等。在电池中加入镍元素,是为了提升电池的蓄电量以便更好地提升续航。

特点是体积小、重量轻、能量密度较高,约为 240Wh/kg,热稳定性较差,更容易出现自燃问题。耐低温,不耐高温,低温使用下限值为零下 30°C,冬季电量衰减 15%左右。而热失控温度在 200°C-300°C 左右,自燃风险较高。

磷酸铁锂电池:是指用磷酸铁锂作为正极材料,碳作为负极材料的锂离子电池。相比于三元锂电池,其热稳定性更好一些,生产成本更低一些。而且磷酸铁锂电池的循环寿命会更长一些,一般为 3500 次,而三元锂电池一般在充放电 2000 左右开始衰减。

钴酸锂电池:钴酸锂电池也是锂离子电池的一个分支。钴酸锂电池结构稳定、容量比高、综合性能突出,但是钴酸锂电池安全性差、成本高。钴酸锂电池主要用于中小型号电芯,是电子产品中比较常见的电池,一般不用在汽车上。

镍氢电池:镍氢电池是二十世纪九十年代发展起来的一种新型绿色电池,具有高能量、长寿命、无污染等特点。镍氢电池的电解液为不可燃的氢氧化钾溶液,所以即便发生电池短路等问题一般也不会引发自燃现象,安全性有保障,制造工艺成熟。

但是镍氢电池充电效率一般、无法使用高压快充,性能方面比锂电池差了很多,因此从锂电池广泛应用后,镍氢电池也可能逐步被替代。

以上给大家介绍的都是液态电池,那么关于固态电池呢?

相比液态电池而言,固态电池具有续航里程长、成本低、安全高、寿命更长等一些优势。不过作为一种新技术,目前固态电池仍然处于研发阶段,技术尚不成熟,生产成本比较昂贵。

目前,国内外的汽车厂家也在积极攻克固态电池技术难题,包括蔚来、宁德时代等一些厂家都在积极研发固态电池。而在 2023 年 2 月的时候,日产欧洲研发高级副总裁 David Moss 表示,日产已经成功开发出全固态电池。

此前,宁德时代也发布了一款名为“凝聚态电池”的全新产品,能够达到 500Wh/kg 能量密度,这几乎是当前三元锂电池能量密度的 1.5 倍。但并不是传统意义上的半固态电池,是一种新形态电池。

目前大多数液态电池的续航里程都只有 400km 到 600km 之间,固态电池的续航里程能够轻松突破 1000km,充电速度相比于液态电池快 3 倍以上。

如果固态电池在新能源汽车上大规模应用开来,那将会极大加速新能源汽车的发展,期待各家大显身手,看看固态电池是否会成为新能源之光。

终究,随着新能源汽车的发展,对于电池的要求只会越来越高,于行业而言,技术迭代会带来更多的行业增值,于大众而言,出行方式和出行质量也在悄然发生改变。

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三、宁德时代首次“战败”

曾经炙手可热的 NCM811 电池,在今年悄然跌下神坛。

前两年,凭借一骑绝尘的高能量密度,宁德时代的 NCM811 电池几乎是各大汽车品牌的旗舰标配。

不管是续航 500 公里的广汽 AionS、几何 A,还是 600 公里、700 公里的蔚来 ES6、广汽 AionLX 和小鹏 P7 都搭载的这款电池,同时还有很多车型在排队等待。

但到了 2020 年,“一芯难求”的 NCM811 电池却成了“烫手山芋”。

广汽 AionS 在 4 个月内连续出现 3 起起火事件,引起外界高度关注,有消息称官方自 5 月起就将新出厂的车型换装为了中航锂电的 NCM523 电池。曾是 NCM811 电池首批客户的吉利几何品牌,推出第二款车型几何 C 时也搭载了其他产品…

甚至还传出消息称,宁德时代内部也已经否定了 NCM811 技术路线,不再重点推广这一产品。同时去年也在积极拥抱 NCM811 电池的国轩高科、远景 AESC 等厂家,在今年也不再提起这一产品。

更有接近广汽的消息人士透露,广汽新能源正在跟宁德时代为起火事件而“激情撕逼”。

宁德时代自成立以来,凭借出众的技术,在动力电池领域就一路狂奔,装机量不断攀升,迅速成为中国甚至全球排名第一的玩家,市值也扶摇直上来到 4700 亿的高位。

然而毕竟谁都不可能永远一帆风顺,在经历了多年的快速增长之后,这次旗下王牌产品 NCM811 电池遭遇的问题,就是宁德时代的首次“战败”。

那么,到底是什么原因让 NCM811 电池跌下了神坛?这一重大技术变动,又会对行业产生哪些影响呢?

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一、自燃事件频发 811 电池跌下神坛

8 月 23 日,一辆广汽新能源 AionS 在海南省海口市琼山区发生自燃事故。事发时,车主正在驾驶车辆从椰海大道左转驶上椰博路,行驶至椰博路与椰合一街交叉路口时,车辆底盘发出“砰”的声音后,仪表板显示车辆发生故障。随后车辆开始冒烟并起火。

海口市一广汽新能源 AionS 发生自燃(图源直播海南)

起火后,车主试图采用灭火器进行灭火,但是无济于事,在消防人员赶到后,才将火势控制住,但车辆已经被烧毁。所幸这起事故没有造成人员伤亡。

目前广汽新能源还没有对这起事件作出回应。但这并不是广汽新能源 AionS 在今年首次自燃了,在 5 月 18 日和 8 月 12 日分别在广州和深圳发生过自燃事件。

AionS 这款车是广汽新能源在 2019 年 4 月份推出的一款旗舰车型,在上市之初,广汽新能源给这款车的标签是“国内第一款实现纯电综合续航里程 510 公里”的车型,等速续航更是可以达到 600 公里。彼时这一续航数据在国内新能源汽车市场上确实非常吸引人,当然这一续航表现也离不开背后宁德时代提供的 NCM811 电池。

搭载 NCM811 电芯的电池组的能量密度要高于市面上其他动力电池,最多能够达到 180Wh/kg 以上,搭载其他电芯的电池组能量密度都在 160Wh/kg 以下。更高的能量密度也意味着更长的续航能力,因而在 2019 年,宁德时代的 NCM811 电池一直是各个车企追逐的对象,蔚来 ES6、合创 007、小鹏 P7 等,几乎所有续航在 600 公里以上的车型都采用了宁德时代 NCM811 电池。

但四个月内连续发生了三起 AionS 自燃,这也引发了行业的共同关注,宁德时代 NCM811 电池也引起了公众的质疑。

事故发生之后,有媒体报道称,广汽新能源五月份之后生产的 AionS 已经改用了 NCM523 电池,这个率先采用 NCM811 电池的车型也在上市一年后放弃了 NCM811 电池,但广汽新能源官方并未发布声明确认。

甚至还有媒体报道称,广汽新能源正在召回 AionS 更换电池,不过官方否认了这一说法。

有接近广汽新能源的人士向车东西透露,因为 AionS 频发起火事故,广汽新能源的销售、研发和采购等部门都在跟宁德时代进行“激情撕逼”。

当然,这位知情人士口中的“激情撕逼”略带夸张的属性,不过也能看出广汽新能源和宁德时代正在为起火事件进行密集甚至激烈的沟通。

从广汽新能源选择换电池的动作来看,双方应该还没有找到起火的确切原因或找到合适的解决办法。

但不再选择 NCM811 电池的车企却并非只有广汽新能源一个,吉利也放弃了 NCM811 电池,今年上市的几何 C 重新采用了 NCM523 电池。

而值得注意的是,吉利几何的上一代产品几何 A 采用的就是 NCM811 电池,虽然并未发生自燃起火事故,吉利还是放弃了 NCM811 电池。

这也在一定程度上反映了部分车企对 NCM811 电池的态度。去年还是众多车企排队使用的宁德时代 NCM811 电池,在今年彻底跌下了神坛。

那么,究竟是什么原因让部分车企选择不再使用 NCM811 电池呢?频频起火和 NCM811 究竟有没有关联呢?

二、高镍致稳定性变差安全性低于其他电

要想搞明白上面的问题,首先需要从 NCM811 电池本身的特性来看。

NCM811 电池属于三元锂电池的范畴,NCM 分别代表镍钴锰三种元素,811 则代表着三种元素的配比为 8:1:1,目前还有 NCM523、NCM622 电池等,数字也分别代表镍钴锰的不同配比。

NCM811 电池与 NCM523、NCM622 电池对比最大的变化就是增加了镍金属的含量,镍元素的活性比较强,增加镍元素的含量后,可以显著提升电池的能量密度。在量产的搭载了 NCM811 电芯的电池组中,能量密度最多已经达到了 180Wh/kg,而搭载 NCM523、NCM622 电芯的电池组量产版本的能量密度多在 160Wh/kg 以下。

但增加镍元素的含量也会存在风险,镍的稳定性较差,一味的增加镍元素含量导致电池很容易出现热失控的现象。

随着电池使用期的增长,快充次数增加,在遇到过充过放、高温、外力冲击等情况时,电芯正负极析氧或析锂发生电化学反应等也会导致电池出现热失控。

也就是说,NCM811 电池拥有更高的能量密度,但同时安全性也更低了。

比亚迪今年发布刀片电池时就在强调,磷酸铁电池比三元锂电池安全。核心表现就是能够经得住针刺试验——即使被穿刺引起短路,也不会起火爆炸。

相比之下,三元锂电池很难通过这项实验,尤其是三元锂电池中稳定性最差的 NCM811 电池。

有博主也通过自己做的实验证实了 NCM811 电池安全性低的事实,这位博主自己买了一块宁德时代 NCM811 电池,进行了针刺测试。从视频中可以看到,钢针在进入电池的瞬间就引发了大火。

微博用户小鱼锂电分享的 NCM811 针刺视频

某新能源汽车行业人士也向车东西确认了这个说法,他表示,现阶段三元锂电池的能量密度越高其安全性就越差。车企在研发电动汽车的时候,会选用不用的动力电池进行测试。在前期的测试中,车企会对电池做台架试验、充放电实验和针刺测试。从车企内部的试验中来看,在同等条件下做实验,NCM811 电池的安全性都明显的低于 NCM622 电池和 NCM523 电池。

无论从理论上来看,还是实际实验上来看,NCM811 电池安全性都还有待提升,因而车企将 NCM811 电池替换成 NCM523 电池也不奇怪。

但是有些车企采用 NCM811 电池的车型并未发生过起火案例,比如吉利几何 A,但为何兄弟车型几何 C 却不用了呢?

该新能源汽车行业人士解释说,NCM811 电池自燃是概率事件,可能之前卖出的一批车并没有发生自燃,但并不意味这 NCM811 电池安全性就很高。因为几何 A 的销量规模远低于广汽 AionS,所以同样概率下 AionS 的起火案例要多,受到其他车企的 NCM811 车型自燃的影响,这些车企也会选择更换更安全的电池。

安全性差这一 NCM811 电池的原罪在今年新能源车频频起火的情况下被放的更大,这也驱使车企放弃对 NCM811 电池的追捧。

三、传宁德时代转投 523 其他玩家相继放手

目前国内就只有宁德时代在量产 NCM811 电池,NCM811 电池的遇冷宁德时代是怎么应对的呢?行业其他玩家又是如何应对的?

近日,网上流传出一个微信对话截图,有人称宁德时代基本否定了 NCM811 路线,并表示宁德时代已经被质检总局盯着了,NCM811 电池的存量只能变通处理。

网传宁德时代基本放弃 NCM811 电池(图源网络)

这也就是说,宁德时代将会放弃自己研究了很长时间的 NCM811 电池。也有媒体也报道称,宁德时代今后发展的重点将会转向 NCM523 电池。

但目前宁德时代官方还没有作出表态。

此前,NCM811 电池受到国内车企追捧的时候,多个电池企业也都在悄悄布局 NCM811 电池,公开报道显示,国轩高科、力神电池、远景 AESC、蜂巢能源、塔菲尔、万向 123、比亚迪、桑顿新能源、天劲股份都在布局 NCM811。

国轩高科、蜂巢能源、万向 123、远景 AESC 等动力电池企业都计划在 2020 年量产装车,而力神电池、塔菲尔、桑顿新能源、天劲股份等电池企业已经实现了小范围量产装机。

而今年以来,这些电池企业都没有再传出 NCM811 电池研究情况,比亚迪今年主推了磷酸铁锂电池(刀片电池),蜂巢能源则发布了无钴电池,且这两家公司都不再提 NCM811 电池了。

事实上,NCM811 电池的优势也正在减弱,荣威 ER6 搭载 NCM523 电芯的电池组能量密度也达到了 180Wh/kg,从理论上来讲,荣威 ER6 所搭载的电池安全性还要优于 NCM811 电池。

而在续航里程方面,搭载了刀片电池的比亚迪汉的 NEDC 续航里程也突破了 600 公里,荣威 ER6 的 NEDC 续航也达到了 620km,长续航已经不再是 NCM811 电池的优势了。

在这种情况下,车企也不再专盯着 NCM811 电池了,而电池企业对于 NCM811 的研发热度也开始降低。

四、动力电池格局悄然生变中小玩家迎新机遇

目前电动汽车主要有三元锂电池和磷酸铁两种电池可选,前几年磷酸铁产品因为能量密度低,逐步成为边缘产品。

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到了今年,比亚迪基于无模组技术推出了刀片电池,让磷酸铁的能量密度追平了主流的三元锂,但同时还有更好的安全性和成本优势,又获得了不少厂商的青睐。

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比亚迪刀片电池和其他电池的针刺测试结果对比

比亚迪说方面甚至直接表示,几乎你能想到的车企都在跟我们谈刀片电池合作的事情。车东西在 6 月份参观比亚迪刀片电池工厂的时候,工厂工作人员表示,该工厂今年的产能已经被预定完了,下半年还要增加工厂的产能。

可以说比亚迪凭着刀片电池硬生生砍出了一条路,带领磷酸铁电池扳回一局。

就在这种磷酸铁反攻的背景下,三元锂现在又失去了王牌产品 NCM811 电池,整体形势更加不利。

工信部第 336 批《道路机动车辆生产企业及产品公告》新产品公示思皓、北汽新能源、欧拉、奇瑞、宝骏、五菱、荣威等车企都推出了磷酸铁锂电池版本的车型。

在这批目录中,磷酸铁锂电池配套车型数量激增,占比高达 75%,即使在乘用车中,磷酸铁锂电池的配套车型也占比了近一半。

工信部公示文件显示北汽 EU5 换装了磷酸铁锂电

这种态势也直接带动了背后动力电池行业格局的变化。

一方面,国内动力电池老大宁德时代不能再依托 NCM811 电池的技术优势继续攻城略地了,在 NCM811 电池退出之后,宁德时代的这部分市场份额将会被其他电池企业进一步抢占,网传消息显示,广汽新能源 AionS 更换的新电池就是中航锂电提供的。

另一方面,中小玩家也借着这股东风实现了销量的增长。

高工锂电同级显示,2020 年 1 月~7 月,宁德时代、LG 化学、比亚迪、松下、国轩高科、中航锂电、力神电池、塔菲尔、孚能科技、亿纬锂能、桑顿新能源、鹏辉能源、捷威动力、时代上汽、瑞浦能源等 15 家电池企业曾进入过单月装机电量前 10。

塔菲尔、瑞浦能源等企业在去年从未进入过国内动力电池单月装机电量前 10。

前 7 个月国内动力电池企业装机量排名

这都反映了车企不再执着于追逐动力电池的能量密度,而是更加重视电池的安全性。事实上,国家在去年已经不再鼓励单纯的追求动力电池的能量密度。

2017 年,国家正式把能量密度调整系数引入到补贴计算公式中,当时能量密度补贴的下限是 90Wh/kg,120Wh/kg 的能量密度就可以拿到最高 1.1 的补贴系数。到了 2018 年,能量密度的最低补贴标准提升到了 105Wh/kg,能量密度的最高补贴标准提升至 160 瓦时/千克,补贴系数也随之提高至 1.2。

而 2019 年,新政策规定,即使电池的能量密度超过了 160Wh/kg 补贴系数也不会超过 1 倍,这意味着电池能量密度方面的优势已经不能再为车企带来更多的补贴。2020 年则维持了这一数据。

但在去年,由于行业的竞争比较激烈,NCM811 电池仍然保持了很强的热度,随着今年电动汽车着火事件的频繁发生,这种热度才有所减弱。

结语:安全成新能源汽车最重要指标

今年夏季以来连续的新能源车着火事故一直在触动着消费者的神经,新能源车不安全的标签也一直难以被摘下。

这种情况下,能量密度高但是安全性差的 NCM811 电池也就站在封口浪尖上,多个车企都选择不再使用这种电池。另一方面,磷酸铁锂电池却开始慢慢崛起,NCM523 电池技术进步也能让电池包的能量密度追平 NCM811,但相比较于 NCM811 电池,这两种电池的安全性却更高。

目前,电动汽车的安全性已经成为了重要的衡量指标,而高镍三元锂电池在这方面的成绩则并不达标,NCM811 走下神坛也就不奇怪了。

本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。

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