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锂电池的起飞之路

信息来源:batterykey.com  时间:2019-06-28  浏览次数:78

原标题:锂电池的起飞之路

引言:之前锂电巨头CATL上市,让人们意识到锂电池产业的巨大价值;但是,在新能源汽车发展之前,锂离子电池或者更宽泛的锂电池是怎样一种处境呢?

石油巨头催生锂电池

一位化学家,Stanley Whittingham,20世纪70年代初时在埃克森(Exxon)工作时率先发明了锂电池。为何石油巨头要涉足锂电池领域呢?Seth Fletcher在一本出版于2011年的书籍Bottled Lightning中分析了关于电动汽车的诞生原因:“埃克森认为,在千禧之年到来后的几十年里,石油产量将达到巅峰,自此由盛及衰。现在正是多元化开始的最佳时间。“在埃克森思及数十年后的能源前景时,铅酸电池在市场中最为普遍。


Stanley Whittingham在埃克森的实验室建造了锂电池的最初原型

Whittingham,现在他已经是纽约大学的一名教师,在采访中讲道:“我在电梯里向埃克森董事会的委员们发表了一场关于电池研发的演讲。当时,锂电池仍是一个概念,我们仅仅在实验室内建造了一些原型而已。


被称为锂离子电池之父的John Goodenough

20世纪80年代,材料化学家、“锂离子电池之父”John Goodenough成功地升高了电压,再然后是能量密度。“我问自己,问学生:在层状LiCoO2和LiNiO2正极材料结构变化之前,最多有多少锂可以从中脱嵌。“最终在没有起发结构变化时,可实现一半以上的锂从正极材料上可逆脱嵌。”


上个世纪末锂电池还只是在手机上有应用

这些成果指引Asahi Kasei公司在20世纪90年代将锂离子电池应用于最早期的移动电话中。然后锂电池逐渐流入消费类电子产品中。现今它的存在已经极其常见,对于大多数消费者,仅会在iPhone电量消耗地过快时才会注意到锂电池。它已经是一种我们自觉或不自觉地习惯的一种技术。

从家电到汽车

作为一种入市约三十年的能源资源,锂离子电池才刚刚迈开大步


从初时的移动电话、摄像机、笔记本电脑、到智能手机时代,锂电池迅猛发展,被广泛应用于民间产品中。但是直到电动汽车时代到来,锂电池这个储能系统才真正起飞。电动汽车热潮,已经替代小型家电,成为全球锂电池需求的最大来源。


位于波士顿的可再生能源业市场分析公司GTM研究公司(GTM Research)分析师Ravi Manghani认为:“我们正站在转折点上,每年需求都会超越上一年。 “哇”的时刻就在这里。”


一辆日产Leaf上搭载着24Kwh电池

锂电池首次出现在电动汽车上,是在2006年。但是直到2014年,当汽车提供了15,000兆瓦时的需求时,车载锂电池终于占去全球锂电池总供应量超25%的市场份额。2014年至2017年,电动汽车用锂电池量翻了两番,超过71,000兆瓦时。


2016年,电动汽车贡献了50%的锂电池需求,而在一年前它的需求首次超越消费类电子产品。2015年,全球共销售出逾44万辆电动汽车,此后的两年电动汽车销量仍在不断增长。随着电动汽车销量上涨,消费者对智能手机的需求减缓,这两个领域对锂电池的需求量会进一步拉大差距。


锂离子电池的产能将迅速翻倍


巴黎Avicenne Energy合伙人Christophe Pillot总结道:“100万辆汽车消耗的锂电池量是其他所有的总和。“到2025年,电动汽车预测将消耗近400千兆瓦时。而电子类产品到2015年对锂电池的需求大概在50千兆瓦时,仅为电动汽车的八分之一。

 

即使电动汽车发展快速,但其销量仅占去全球汽车销量1.2%的比重,可用“九牛一毛“来形容。然而,随着时间的推移,以及政府及各界人士对于绿色环保的重视,电动汽车的销量急剧攀升,到2025年可增长九倍,达到约1,100万辆。


例如,美国加利福尼亚希望到2030年约500万辆纯电动汽车上路,因而它要求整车厂要么销售电动汽车,要么购买零排放额度。中国制定了到2025年700万辆电动汽车的规划,彭博新能源经济则预测,到时中国将贡献全球近一半的电动汽车。


锂电池的未来正被汽车所驱动。整车厂对它的摄入量带动锂电池的需求达到一个新高度,并且由此推进“规模效应”,明显地拉低锂电池的价格。据彭博新能源财经(Bloomberg New Energy Finance)统计,单单在2017年,电池包的售价就降低了24%。成本的降低,反过来鼓励锂电池的继续扩张。

BNFE预测锂离子电池的价格还处在下降通道之间

当然,即使电池成本下降,仍有无数挫折埋伏在电动汽车前行路上。石油价格下降、充电设施短缺、中国、欧洲和美国政策变动都带来了麻烦。而没有突出的电动汽车销量,电池成本也不可能达到预测值。


但至少目前,事实证明,埃克森对于锂电池未来的设想是对的。

未来也许真的会上天

西门子搭载锂电池的飞机最高时速达337.5km/h

锂电池技术的发展已经开始吸引研究人员将目光投向电网、摩托车、渡轮和飞机领域……扩散还在加速中。这一切都发展的非常快速。Pillot感慨道,十年前,电动汽车为锂电池需求的贡献量几乎为零。

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