电动汽车电池(EVB)是为纯电动汽车(BEV)提供动力的电池,通常是二次(可充电)电池。电动汽车电池不同于启动、照明和点火 (SLI) 电池,旨在提供持续时间的电力,其特点是具有较高的功率重量比、能量重量比和能量密度;更小、更轻的电池可减轻车辆的重量并提高车辆性能。与液体燃料相比,目前大多数电池技术的比能(单位体积消耗的能量)要低得多,这通常会影响车辆的最大全电动续航里程。而因为阴极是由空气中周围的氧气所提供,金属-空气电池具有很高的比能。
目前市面上主要应用的电动汽车电池可主要分为铅酸蓄电池、镍氢电池、钠氯化镍电池以及锂离子电池这四种。其中铅酸蓄电池由法国物理学家Gaston Planté于1859年发明,是最古老的二次电池。尽管具有非常低的能量重量比和低能量体积比,但其提供高浪涌电流的能力意味着该电池具有相对较大的功率重量比。
镍氢电池正极的化学反应与镍镉电池 (NiCd)相似,两者都使用氢氧化镍(NiOOH),然而镍氢电池的负极使用吸氢合金而不是镉,其容量是同等尺寸镍镉电池的两到三倍,能量密度可以接近锂离子电池。
钠氯化镍电池现阶段的技术较为成熟,虽然充电和放电效率低于铅酸(60-70%),但它们的能量密度为 30-80 Wh/kg,远高于铅酸。
锂离子电池应用范围在这四种电池中最为广泛,2016年在电动汽车电池市场中占据83.22%的市场份额。传统的锂离子电池使用锂钴氧化物阴极和石墨阳极。这类电池具有极大的能量密度和良好的功率密度,以及80%-90%的充电/放电效率。但现在,新型的锂离子电池牺牲能量和功率密度来提供耐火性、环境友好性、充电效率和非常长的使用寿命。
在发达国家,人们有良好的高标准生活文化意识以及汽车消费动力和习惯。更重要的是,随着经济复苏、技术创新、竞争激烈,行业将保持一定的增长。
在发展中国家,随着经济的发展,生活水平的提高,人口基数大,中产阶级人数不断增加,人们对更便捷、更高生活水平的追求将推动电动汽车的消费。其次,技术进步,石油枯竭,国际大企业的进入,本土企业的成长等诸多因素也将推动电动汽车电池的销售。
目前全球电动汽车电池市场主要分布于亚太地区,以中国和日本为主,其中中国2016年市场份额达到53.27%,占据一半居多,日本同年市场份额为25.72%,位居第二。
北美市场发达,品牌高端,增长稳健,基础设施完善,人才和技术优势明显,但受下游市场和政府政策影响,企业倾向于向发展中国家转移。欧洲市场发达,稳定增长,但缺乏主流寡头垄断。
中国该行业正在快速增长。短短几年时间,已经成为全球最大的电动汽车电池市场。目前已开始由研发进入到产业化阶段,并出现了加快发展的势头,研发产品的主要性能已居国际先进水平,并有机会以成本优势实现大规模出口。
日本市场发达,增长稳健,且占据技术优势。从世界范围内的专利申请的总量来看,日本拥有的相关专利申请数量最多,在电动汽车电池及其管理系统领域都是实力最强者,掌控着绝大部分专利技术。
中东和非洲的市场则有待开发,部分中国企业以较高的性价比在该地区占据一定的市场份额。印度和南美下游驱动力都不强,行业发展较为缓慢。
电动汽车市场,尤其是中国市场的推进,是电动汽车电池行业的主要驱动因素。其次,石油和天然气资源减少以及环境条件恶化导致的环保意识增强也对电动汽车的需求升高产生了积极影响。在资源紧张的大背景下,新能源电动汽车是目前重点发展的对象,而电动汽车电池作为电力工业与汽车工业之间的重要桥梁和纽带,也是一个关键点。
但是,电池重复使用及电动汽车动力问题,以及高端市场垄断,低端市场高度分散的情况,都对该市场产生了一定程度的制约。
因此,为了加快该行业的发展,政府的政策支持十分重要。对使用此类车辆的消费者给予补贴和激励便是一个很好的办法。
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