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电动汽车电池市场:日韩企业占据主导

汽车工程师之家2022-08-20 11:18:34


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据《华尔街日报》报道,奥迪周三宣布,该公司的首款纯电动汽车单次充电可以行驶310英里(500公里),这款汽车使用的是韩国LG化学生产的电池,这也是越来越受汽车厂商欢迎的三大亚洲供应商之一。

由于汽车厂商之前在相关技术上的尝试屡屡失败,加之供应商之间的竞争结果逐步明朗,越来越多的顶尖汽车厂商选择LG、三星SDI和松下作为主要电池供应商。在各大汽车厂商放弃自主研发、传统渠道和创业公司三大来源后,这三家亚洲企业已经初步成为行业赢家。

通常而言,汽车厂商都会自主开发发动机等关键零配件,而在重要性较低的零配件领域则会采取分散采购的方式,把订单交给多家供应商。正因如此,这三家企业迅速崛起为欧洲、亚洲和美国汽车厂商的关键供应商具有标志性的意义。

专家表示,之所以出现这种情况,是因为目前只有少数公司能够开发出质量、重量和成本都符合汽车厂商与其的电池。而这项技术的发展速度也很快,没有多少汽车厂商能掌握相关的化学技术。

当然,电动汽车目前仍然是一个小众市场,基础设施还不够完善。不仅开发成本高昂,而且面临着油价下跌的挑战。然而,,他们往往都会选择上述三家亚洲企业作为电池供应商。

波士顿新兴科技研究公司LuxResearch本周预计,电动汽车电池市场规模有望从今年的50亿美元增长到2020年的300亿美元,而三大亚洲公司将会瓜分多数份额。

“如果以5年的跨度来看,我们认为松下、LG和三星SDI将会拿下约80%的市场份额。”LuxResearch电池专家考思敏·拉斯劳(CosminLaslau)说。

电动车电池:

能够被电动自行车采用的有以下四种动力蓄电池,即阀控铅酸免维护蓄电池、胶体铅酸蓄电池、镍氢蓄电池和锂离子电池。

铅酸蓄电池


已商品化的电动自行车的绝大多数是使用的密封式铅酸蓄电池,使用中不需要经常补充水分,免维护。其主要化学反应是:PbO2+2H2SO4+Pb←充电、放电→ 2PbSO4+2H2O

铅酸蓄电池充电时变成硫酸铅的阴阳两极的海绵状铅把固定在其中的硫酸成分释放到电解液中,分别变成海绵状铅和氧化铅,电解液中的硫酸浓度不断变大;反之放电时阳极中的氧化铅和阴极板上的海绵状铅与电解液中的硫酸发生反应变成硫酸铅,而电解液中的硫酸浓度不断降低。当铅酸蓄电池充电不足时,阴阳两极板的硫酸铅不能完全转化变成海绵状铅和氧化铅,如果长期充电不足,则会造成硫酸铅结晶,使极板硫化,电池品质变劣;反之如果电池过度充电,阳极产生的氧气量大于阴极的吸附能力,使得蓄电池内压增大,导致气体外溢,电解液减少,还可能导致活性物质软化或脱落,电池寿命大大缩短。

胶体蓄电池


是对液态电解质的普通铅酸蓄电池的改进。它采用凝胶状电解质,内部无游离的液体存在, 在同等体积下电解质容量大,热容量大,热消散能力强,能避免一般蓄电池易产生的热失控现象;电解质浓度低,对极板腐蚀弱;浓度均匀,不存在酸分层的现象。

镍氢蓄电池


(Ni-MH)

镍氢蓄电池是九十年代涌现出的电池家族中新秀,发展迅猛。Ni-MH电池的电极反应为:

正极:Ni(OH)2+OH-= NiOOH+H2O+e-

负极:M+H2O+e=MHab+OH-Ni(OH)2+M=NiOOH+MHab

它和镍镉蓄电池同属碱性蓄电池,只是以吸藏氢气的合金材料(mh)取代镍镉蓄电池中的负极材料镉cd、电动势仍为1.32v。它具备镍镉蓄电池的所有优异特性,而且能量密度还高于镍镉蓄电池。主要优点是:比能量高(一次充电可行使的距离长);比功率高,在大电流工作时也能平稳放电(加速爬坡能力好);低温放电性能好;循环寿命长;安全可靠,免维护;无记忆效应;对环境不存在任何污染问题,可再生利用,符合持续发展的理念。但是,Ni-MH蓄电池成本太高,价格昂贵。

锂离子电池


锂离子电池是1990年由日本索尼公司首先推向市场的新型高能蓄电池。其优点是比能量高,是当前比能量最高的蓄电池。已经在便携式信息产品中获得推广应用。

锂离子电池被普遍认为具有如下的优点:比能量大;比功率高;自放电小; 无记忆效应;循环特性好;可快速放电,且效率高;工作温度范围宽;无环境污染等,因此有望进入21世纪最好的动力电源行列。预计在2006~2012 年期间,当锂离子电池进一步发展时,MH/Ni蓄电池的市场份额将缩小。锂离子市场份额将会扩大。已经有采用锂离子蓄电池的电动自行车产品出售。

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