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特斯拉搶先入局定調,比亞迪被迫跟進,寶馬另闢蹊徑,電動車電池市場劇變在即,電池漲勢難擋! 4
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通用汽車在中國的電動夢突然看起來動力不足 新的別克電動汽車的推出已被擱置,直到可以確定新的電池供應商 別克Velite 6於4月在北京車展上亮相。 照片: 王昭/ AGENCE FRANCE-PRESSE / GETTY IMAGES通過 Trefor Moss 2018年8月29日更新於東部時間上午10:22 上海 - 通用汽車 公司的 通用汽車-0.85% 計劃提升中國電動汽車產量的計劃在該汽車製造商確定其打算使用的中國製造的電池在測試期間未能達到其自身的性能和安全標准後受到阻礙。 通用汽車下個月將開始生產其插電式混合動力車Buick Velite 6,這是Volt的本地型號,明年初將推出純電動版本。 據知情人士透露,該發佈時間表現已推遲,內部測試顯示A123 Systems提供的電池不符合通用汽車的質量標準。EV電池是複雜的部件,不易切換,拼寫延遲使Velite 6投入生產。 通用汽車發言人拒絕就此情況發表評論,但表示該公司仍計劃到2020年在中國推出10款電動汽車。然而,該目標是在一年前公佈的,早在電池供應問題出現之前。 該發言人表示,“通用汽車的計劃是到2023年在全球範圍內提供20輛電動汽車。” “在中國,我們有望在2016年至2020年之間推出10款新能源汽車。鑑於這兩個目標,像Velite 6電動汽車這樣的全電動汽車顯然是我們的首要任務。” A123 Systems沒有回應尋求評論的請求。總部位於密歇根州利沃尼亞的公司於2013年被中國汽車零部件巨頭萬向集團(Wanxiang Group Corp.)破產收購,並在東部城市杭州經營一家電池廠供應中國市場。 在中國運營的汽車製造商正忙於履行中國政府的命令,要求他們明年開始製造電動汽車。如果沒有電池,通用汽車就有可能失去北京目標。 惠譽評級的副董事楊靜表示,中國的汽油車製造商被迫迅速轉向電動汽車的時間表“難以實現”。“公司的情況不同,”她說,一些球員很好地設定了目標,其他人則在掙扎。 雖然通用汽車被視為美國電動汽車市場的領導者,在那裡銷售雪佛蘭Bolt和Volt電動汽車,但通用汽車很難將這一優勢轉化為全球最大電動汽車市場中國的成功。 通用汽車最初計劃使用來自韓國LG化學 有限公司的電池 。 但在2016年,中國要求汽車製造商使用經批准的供應商名單中的電池,所有這些供應商都是中國人。然而,中國擁有的沃爾沃汽車集團是一個例外:允許在其本地製造的汽車中使用LG Chem許可技術的電池。 汽車製造商將排除外國電池作為中國政府保護主義的一個例子,這種保護主義阻礙了外國電池公司和他們提供的汽車製造商,同時將優勢交給了當地的競爭對手。這些抱怨是推動美國對華貿易行動的因素之一。 中國工業和信息化部未對評論請求作出回應。 今年中國人正準備購買100多萬輛電動汽車 - 幾乎所有電動汽車都是由當地汽車製造商生產的。快速增長的中國電池供應商,如 比亞迪 公司 和 現代安培科技 公司 ,現在是世界上最大的鋰離子電池公司之一。 總部位於加利福尼亞州長灘的電池諮詢公司LIB-X諮詢公司總裁托馬斯巴雷拉表示,在急需開發電池技術的過程中,中國存在質量和安全性能方面的缺陷。 “人們擔心中國製造的電池和電池的質量,”他說。“中國電池非常具有吸引力,因為它們價格便宜,但人們可能沒有意識到這些電池在上市之前可能沒有經過必要的資格測試。” 中國的電動汽車政策給外國汽車製造商帶來了兩難境地:他們不得不製造電動汽車和使用中國電池,但他們不能妥協他們的全球標準,並使用他們缺乏信心的部件 - 特別是有電池的電池,著火了。 雖然大多數外國汽車製造商已公開表示對其滿足電動汽車配額的能力充滿信心,但很少有人詳細解釋他們如何實現目標,要求電動汽車佔其2019年產量的約3%-4%。 有些人正在取得切實進展。週一, 日產汽車 公司 開始生產其首款中國製造的電動汽車,而 大眾汽車 公司則 在4月份為中國推出了首款純電動汽車。 福特汽車 公司 - 比通用汽車這樣的競爭對手開始開發電動汽車- 在中國市場上有一款插電式混合動力車型,併計劃在2019年底之前推出其首款純電動汽車。 去年,通用汽車推出了首款中國純電動車寶駿E100。它已售出超過22,000套預算EV - 起價約為6,900美元 - 儘管到目前為止只在少數幾個地方提供。然而,在中國每年生產約400萬輛汽車的通用汽車明年將需要建造約100,000輛E100以滿足配額,假設其他車型未能上市。 對於錯過2019年目標的汽車製造商有一個支持:該規定允許他們轉移2020年獲得的EV信用額度,並用它們彌補2019年的任何不足。如果他們仍然不合規,那麼汽車製造商將被迫通過信貸交易系統從競爭對手那裡購買電動汽車信貸,當局尚未詳細說明。 汽車製造商將電動汽車提前推向市場可以獲得慷慨的補貼,但這些補貼將於2020年結束。 “傳統汽車製造商無疑會努力將其產品組合重新組合成電動車,”上海諮詢公司Automobility的創始人比爾·魯索說。他說,如果沒有補貼,建立足夠的電動汽車的鬥爭將很快成為使昂貴的機器盈利的戰鬥。 https://www.seglenergy.com.tw/jp/hot_287405.html 通用汽車在中國的電動夢突然看起來動力不足 2021-03-10 2022-03-10
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提到這幾年最抓眼球的話題,電動車必然是其中之一。電動車市場需求維持良好的成長勢頭,除了各大廠商扎堆入局,更主要的動因來自各個國家強力支持環保趨勢,祭出補貼政策。電動車已經成為勢在必行的發展,幾個大國家更已經訂定了終結燃油車的期限。

法國為履行《巴黎協議》,在2017 7 月宣布 2040 年禁售汽柴油車,隨後英國政府也跟進,強調為了降低有害二氧化氮的排放量,同樣希望在 2040 年前達成禁售汽柴油車的終極目標。而其他更早宣布燃油車即將出局的國家,還包括 2030 年禁止柴油車路權的德國、荷蘭、挪威,以及在 2025 年全面禁止銷售柴油車的挪威。

 

另外,作為全球最大汽車市場的中國則是設定在 2020 年達到電動車年銷量 200 萬輛。因此,電動車超越燃油車的那一天始終會來到,全球電動車的銷售量只會一路向上。但面對純電動汽車的持續火熱,一個很直接的問題擺在了人們面前:市場上的鋰電池還夠用么?

「最近電池很缺貨,因為電動車的需求很強,在電池業者產能有限,連 PC、手機產品的電池供貨都受到影響,」一位台灣電子業代工廠的高階主管對 DT 君透露。從行業人士的幾句話就能看出電動車市場的熱度有多高。

由於一台電動車大約平均會使用 5000 顆電池芯,相較於一般筆記本電腦使用 6 8 顆電池芯,規模龐大許多倍,隨著車廠拿貨積極,三元鋰電池今年下半年需求恐急,導致 IT 類產品的電池的供應也受到排擠。

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圖丨一輛特斯拉 Model S 所搭載的單個電芯超過 7000 顆

業界人士指出,目前電動車電池的報價為大約在 11001200 人民幣/千瓦時(kWh),今年是呈現持平走勢,但值得注意的是,三元鋰電池使用到的「鈷」、「鎳」原材料都創下近年來價格新高,因此合理推估明年上半年電池將出現漲價趨勢。

主流廠商不再固守磷酸鐵鋰電池,三元鋰電池成長性高

過去車廠對於選擇磷酸鐵鋰電池還是三元材料鋰電池(簡稱三元鋰電池)的糾結其實已經有了答案,根據高工產業研究院(GGII)數據統計顯示,今年 1~11 月元電池裝機電量 11.51GWh,同比增長 141%;磷酸鐵鋰電池裝機電量 11.56GWh,同比下滑 20%。在電池能量密度要求明年確定會有進一步提升的情況下,三元電池裝機總量有望進一步擴大。

甚至連以磷酸鐵鋰電池起家的比亞迪也在近期宣布,從 2018 年開始所有乘用車都將使用三元鋰電池,目前看來,三元鋰電池在電動車電池的規格及標準上搶下了主導的地位。

很多人在提到電動車電池時,會將其稱為動力電池,事實上,動力電池是指具有較高容量和較大的輸出功率,應用範圍廣泛,從家用、工業到交通都有,像是有一個需求明確且銷售量不斷提升的應用,就是電動工具,像是電鑽、電鋸、電動釘槍等所使用的動力電池,而交通工具則有電動車、電動摩托車、電動腳踏車、或是未來型的單人電動小型車等。

在電動車動力電池部分,磷酸鐵鋰電池、三元鋰電池因優缺點不同,過去各有擁護者,磷酸鐵鋰電池的技術最初是從美國和加拿大開始發展,具有代表性的廠商像是加拿大的Phostech以及美國的 A123 Systems,它們分別掌握了磷酸鐵鋰電池正極材料的絕大多數專利,後來 A123 Systems 在 2012 年被中國汽車零部件巨頭萬向集團收購,而 Phostech 則在 2014 年賣給了英國有色金屬巨頭 Johnson Matthey。另外,中國的比亞迪也是以磷酸鐵鋰電池起家。磷酸鐵鋰電池的優點是可充電次數多,使用壽命可以長達 5 年以上,是早期電動車主要採用的電池技術。

 

但為什麼三元鋰電池可以獲得車廠的青睞,主要原因就在於能量密度高(energy density)。隨著汽車行業不斷追求電池「能量密度」的提升,電池的能量密度越大,單位體積內存儲的電量越多,用戶充一次電可以駕駛的距離自然就越長。能量密度是電動車選用電池的關鍵。國務院發布的《中國製造 2025》中提出, 2020 年我國動力電池要達到能量密度 300Wh/kg2025 年達到 400Wh/kg 的目標。以這個標準來看,磷酸鐵鋰電池是很難達到的。

三元鋰電池的技術領導者則是以日韓為主。之所以稱為三元,是因為採用三種元素:鎳鈷錳(NCM)或是鎳鈷鋁(NCA)作為正極材料。一直以來,三元鋰電池在 IT 行業廣泛使用,像是筆記本電腦、平板、智能手機的電池都是,也因為在 IT 行業的應用行之多年,不論是在技術上跟價格上都已經達到很成熟的階段,所以車廠希望將此技術轉移至電動車上,其中最積極的就是特斯拉。

前特斯拉電池技術總監Kurt Kelty(2017 年 8 月已於特斯拉離職)過去就曾公開表示,特斯拉嘗試了市面上超過 300 種電池后才選擇三元鋰電池,第一個理由就是能量密度更大,穩定性、一致性佳,另一個很重要的就是可以有效降低電池系統的成本。特斯拉旗下首款車型 Roadster 使用的是 18650 鈷酸鋰電池,第二款車 Model S 就開始使用鎳鈷鋁三元正極材料的 NCA 鋰電池。

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丨特斯拉 Model S 使用了松下提供的三元鋰電池

NCA 就是特斯拉的夥伴松下(Panasonic)帶起來的技術,但因工藝難,必須使用特殊的製程方法,所以能生產出好品質產品的業者並不多。而韓系廠商則多是發展 NCM 電池,不過,因為看到 Panasonic 提供特斯拉 NCA 鋰電池,其供電能力已獲得驗證,於是三星旗下的 Samsung SDI、LG 集團旗下的 LG 化學近期也相繼表示,考慮推出能夠供電動車使用的 NCA 鋰電池。

再加上特斯拉採用的是三元鋰電池,其高市佔率以及在電池管理技術的領先,都讓特斯拉在電動車電池的技術規格上掌握了相當關鍵的話語權,因此許多大廠都紛紛轉向,就連比亞迪也放棄固守磷酸鐵鋰電池,近期宣布可能除公共交通領域還會繼續使用磷酸鐵鋰電池外,從2018 年開始所有乘用車都將使用三元鋰電池。並且將在青海擴建一個擁有 10 GWh 三元鋰電池產能的電池工廠。

「當特斯拉將三元鋰電池的量產化提前實現后,產業就被帶往這個方向走,電動車電池的規格標準就大致成形了,車用考量的是能量密度跟續航力,三元鋰電池比較適合,而『定置型』(電池位置相對固定,如電網儲能電池)市場則是考量壽命,那就是磷酸鐵鋰。」專門研究能源行業的調研機構 EnergyTrend 資深研究經理呂理舜如是說。

很多人或許會質疑「磷酸鐵鋰電池是不是就沒有未來了?」,呂理舜強調,這些電池技術還是會經歷一段市場應用跟時間上交疊的過程,而且「磷酸鐵鋰電池並不會消失」,在「定置型」市場像是光伏電池、以及機房、資料中心做備援等非移動需求的領域,磷酸鐵鋰電池還是很有競爭力的,也就是說,未來的市場應用細分會更加明顯

原材料價格大漲明年上半年電池價格將維持高位

目前全球電動車電池前五大業者包括寧德時代(CATL)、比亞迪、Panasonic、Samsung SDI、LG Chem。電池絕對是電動車最重要的關鍵零組件,不僅安全性要求高,成本比重也高,大約佔一台電動車物料清單(BOM)的 3~4 成。

不論是鎳鈷錳(NCM)或是鎳鈷鋁(NCA)電池,都有兩項重要的原料:鎳與鈷,國際金屬市場上,鈷價格持續創新高,甚至來到了近五年的高點:12 月鈷的期貨報價維持在 75000(美元/公噸)左右,市場預期明年上半年價格仍會維持在高位,另外,鎳的部分也上漲不少,倫敦金屬交易所(LME)鎳價在今年 11 月一度創下兩年新高。

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圖丨鋰、鎳、鈷原材料近期價格走勢圖,其中鈷原料價格將是三元鋰電池價格的主要影響因素

就有行業人士表示,雖然電動車需求上漲,但這些金屬材料飆漲其實是因為期貨價格操作影響,加上鈷主要產地在剛果,當地政局不穩定,因此已經無法以單純的市場供需來解讀,預期明年上半年的三元鋰電池將會出現漲價,對汽車品牌業者來說,是否要將增加的成本反應到市場售價上,還是選擇自行消化,優先做大電動車市場,考驗每家業者的策略判斷。

新希望:全固態電池

為了提高電動車的續航力里程,業界可採取的做法一是放置更多電池,但如此就會佔據更多的車體空間,因此另一個比較實際可行的方式就是想辦法提高電池的能量密度,甚至研發新一代的電池技術,因此儘管三元鋰電池成為了電動車電池目前的主流,但已經有眾多大公司投入研發「全固態電池」(Solid-State Battery)」。

圖丨固態電池

蘋果在 2015 年底獲得了一項與全固態電池充電技術相關的專利,讓外界開始注意到這個技術。一直到近期,車廠布局全固態電池的消息紛紛浮上檯面,像是豐田(Toyota)目前開發固態電池的團隊規模已經達到 200 人左右,目標是在 2020~2025 年將其導入到汽車中。

另外,由知名汽車設計師 Henrik Fisker 新成立的豪華電動汽車公司 Fisker 最近則遞交一份專利,號稱電動車充電最快只需要 1 分鐘時間,續航里程高達 500 英里,不過,Fisker 也預估在 2023 年之後才能投入量產

那麼,全固態電池到底是什麼?鋰電池有四大關鍵元素,分別是正極材料、負極材料、隔離膜以及電解液,例如三元鋰電池就是使用液態的電解液。而全固態電池顧名思義就是沒有使用液體

如果還是使用與鋰電池現有的正負極材料,只是改變隔離膜以及電解液的做法,可以稱為是固態鋰電池,也能視為是鋰電池的進化,固態鋰電池在製程中會使用到電解液,但到了成品時就不會有液體,隔離膜則會被大幅簡化,塗布層可能使用陶瓷材料,甚至不用隔離膜也是可能的做法。另外,有些全固態電池則是強調採用金屬以取代上述的關鍵材料,像是金屬電池也可視為是全固態電池的一種。

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圖丨傳統電池(左)與全固態電池(右)最大的區別在於是否使用電解液

全固態電池全部都採用固態材料,沒有液體外漏的問題,所以防爆,安全性高,另外,充電時間也比現有的鋰離子電池更快,更重要的是,具備高能量密度、大容量化特性,現有的電動車液態鋰離子電池的能量密度大約在150~250Wh/kg,而固態電池在實驗室的能量密度能夠達 400Wh/kg 左右,符合電動車追求高續航力的需求,有助於電動車提升行駛里程,例如目前電動車一般充一次電可以行駛 400 公里,採用固態電池后就可能大幅提高到 600 公里,因此被視為是下一代電池。

量產最快得等到2020 年之後

以鋰電池的發展歷史來看,是從筆記本電腦跟手機等IT 應用已經很成熟了才慢慢擴張到汽車領域,但呂理舜認為,全固態電池會是汽車行業來主導,因為應用在電動車上會比在 IT 產品上更有顯著的效益,對 IT 業者來說,續航力在 IT 產品上固然重要,但更追求功能的創新才會是比較大的賣點。

因此,可以預料全固態電池將會由車廠積極介入研發,推動其在電動車上的應用,事實上,目前的發展也是如此,包括德國BMW 日前宣布與美國全固態電池領頭企業 Solid Power 結盟,力求讓全固態電池效能跨越高性能電動車的要求門檻。另外,日產汽車(Nissan)、本田汽車(Honda)、豐田集團旗下的豐田織機(Toyota Industries Corp)都正在研發全固態電池。

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圖丨寶馬在官方博客中宣布將與 Solid Power 聯合研發全固態電池

而先前宣布將投入電動車開發的吸塵器品牌Dyson 也表示,預計在 2020 年推出的一系列純電動汽車將會採用固態電池,並預計投入 10 億英鎊用於研發和製造固態電池,其中包括收購了初創公司 Sakti3。但是就在不久前,負責其固態電池技術的 Sakti3 CEO Ann Marie Sastry 已經離職,雖然目前尚無法得知是否將影響 Dyson 的固態電池製造進度,但仍為這項技術帶來了一點不確定性。

一項新技術要走出實驗室總是不容易,「現在技術還不成熟,電池供應商也還沒有準備好,量產時間會在 2020 年以後了,」呂理舜說,加上車廠自身評估的時間表,想要看到採用固態電池的電動車上路的時間應該會是在 2022、2023 年較有機會,不過可以肯定的是,電池是未來零碳生活的關鍵,電池研究人員可望持續向外界展現新的突破。

-End-

 

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