從2012年以來，全球新能源汽車市場開始呈現(xiàn)爆發(fā)式增長勢頭，尤其是在中國加快推動新能源汽車應(yīng)用推動的帶動下，2016年全球新能源汽車銷量接近100萬輛，今年有望突破130萬輛，中國新能源車市場占比有望達到60%。
盡管當前新能源汽車銷量占全球汽車銷量的比重還很低，但新能源汽車發(fā)展大潮已經(jīng)形成。部分國家已經(jīng)出臺了燃油企業(yè)退出時間表，各大汽車生產(chǎn)企業(yè)均將新能源汽車視為戰(zhàn)略重點，新能源汽車展品在各大車展中的比例和重要性快速提升，一場以純電動汽車為引領(lǐng)的新能源汽車革命已經(jīng)開啟。
今年新能源車銷量有望突破130萬輛
以特斯拉、比亞迪等為代表的一批企業(yè)正在引領(lǐng)這一革命進程，作為新能源汽車核心動力的鋰離子動力則是這一革命的“扛旗”者。隨著相關(guān)技術(shù)尤其是智能駕駛、動力電池、快速充電等技術(shù)的進步，純電動汽車引領(lǐng)的新能源革命將進一步深入推進，誰能成為新的“扛旗手”已經(jīng)成為各方競爭的焦點。
鋰離子電池推動新能源汽車革命1.0
新能源汽車之所以能夠在近幾年出現(xiàn)爆發(fā)式增長，除各國政府不遺余力支持之外，鋰離子電池的推動作用不可忽視。純電動汽車的三大核心部件--電池、電機、電控，其中對純電動汽車成本、續(xù)航、安全性等影響最大的就是電池。
實際上，純電動汽車早在上世紀初就出現(xiàn)，也就是我們現(xiàn)在還能在部分城市見到的有軌電車、無軌電車，只能沿著固定路線行駛。
而真正便捷、不受軌道限制的純電動汽車一直未能實現(xiàn)根本性突破，直到鋰離子電池實現(xiàn)規(guī)模化、標準化生產(chǎn)之后，在日產(chǎn)、特斯拉等企業(yè)的引領(lǐng)帶動下，純電動汽車才實現(xiàn)快速發(fā)展，并在世界范圍內(nèi)廣為普及，在全球綠色發(fā)展形勢下，引發(fā)了這場新能源汽車革命。
鋰離子電池成為了這場新能源汽車革命的“舉旗者”，可以說沒有鋰離子電池，就沒有當前純電動汽車的發(fā)展速度。經(jīng)過多年的發(fā)展，鋰離子電池技術(shù)持續(xù)進步，電池容量、充放電速率、循環(huán)壽命等指標已經(jīng)能夠基本滿足純電動汽車需求，規(guī)?；藴驶a(chǎn)能力使得鋰離子電池成本快速下降，為純電動汽車快速推廣奠定了堅實基礎(chǔ)。
實際上，純電動汽車之前也采用過金屬空氣電池、燃料電池等，但由于相關(guān)電池技術(shù)進步緩慢、規(guī)?；a(chǎn)能力弱，并沒有成為推動純電動汽車發(fā)展的主力。從目前發(fā)展情況看鋰離子電池已經(jīng)獨占了新能源汽車動力電池市場，其他類型動力電池的市場占比基本可以忽略不計。
之所以說“鋰離子電池推動新能源汽車革命1.0”，是因為目前有關(guān)新能源汽車的革命尚不徹底，離人們的期望值還有較大距離，突出表現(xiàn)為:
續(xù)航里程短。隨著技術(shù)的不斷成熟，動力鋰電的性能不斷提升。以動力鋰電作為動力源的電動汽車續(xù)航里程已由當初的不到100公里增長至當前主流的300公里左右，個別車型的續(xù)航里程突破了500公里。但是，與當前燃油汽車的主流行駛里程500公里相比還有一定差距。
另一方面，對于目前續(xù)航里程300公里的主流電動汽車，動力鋰電的重量占車重的一半左右，這也在一定程度上影響了電動汽車的續(xù)航里程。
充電速度慢。行駛里程短可以通過大范圍、密集的充電設(shè)施予以解決，但動力鋰電充電較慢成為電動汽車更大的制約。正常速度下，電動汽車的動力鋰電完全充滿需要4到8個小時。如果加快速度的話，可以在1到2小時內(nèi)充滿，但會影響到動力鋰電的性能及壽命。
已有實驗證明，如果一直采用快速充電，動力鋰電的壽命會驟減至原來的三分之一，且電池性能會顯著下滑，安全事故發(fā)生概率大大增加。燃油汽車則不存在這樣的問題，加油時間不超過5分鐘，安全性和穩(wěn)定性都能夠保證。
新能源車還有諸多難題待解
其他方面，包括價格偏高、安全事故等。與同類型、同檔次的燃油動力汽車相比，電動汽車的價格一般是燃油汽車的2倍以上。幾乎所有廠家生產(chǎn)的電動汽車都在充電或者正常行駛過程中發(fā)生過自燃或起火事件發(fā)生，安全問題對于電動汽車來說尤為突出。
上述這些問題的存在，都與鋰離子電池息息相關(guān)，凸顯了鋰離子電池在比能量、安全性等方面的弱點。在上述問題沒有得到徹底解決之前，新能源汽車革命難以實現(xiàn)最終目標(面取代燃油汽車)。
新能源汽車革命之路任重道遠
從1913年福特開始燃油汽車流水線生產(chǎn)，汽車開始迅速普及開來，到現(xiàn)在已經(jīng)過去一個世紀了。燃油汽車的發(fā)展離不開各方面的技術(shù)持續(xù)進步，但經(jīng)過上百年的發(fā)展，尤其在環(huán)保壓力日益增大的背景下，燃油汽車仍然占據(jù)了市場絕對主流，這種情況極為少見。
與此相比，消費電子產(chǎn)品變革就快太多了，所需時間從原先幾十年到現(xiàn)在數(shù)十年、甚至是數(shù)年，從CRT電視到等離子體電視再到液晶電視，從模擬電話到功能手機再到普及的智能手機，從臺式機到筆記本電腦再到平板電腦，零零總總難以詳述。汽車領(lǐng)域上百年都未發(fā)生革命性變化，主要是以下三方面原因:
一是安全性要求極高，嚴重制約了新技術(shù)應(yīng)用。汽車作為一種高速的交通工具，具有很強的公共屬性，因此確保安全性是前提條件。在現(xiàn)有非常成熟的燃油汽車生產(chǎn)體系下，每一款新產(chǎn)品(也就是在原有汽車產(chǎn)品框架下)的出現(xiàn)都是需要經(jīng)過數(shù)年的研發(fā)、十萬公里的路途測試、經(jīng)歷成百上千次的安全碰撞測試，最后通過驗收后才能量產(chǎn)。
要是想量產(chǎn)一款全新的產(chǎn)品，所需時間更是要達到五至十年。燃油汽車尚且如此，純電動汽車面臨的安全性問題就更負責了，傳統(tǒng)安全性較高的鉛酸電池滿足不了需求，而能夠滿足要求的金屬燃料電池等動力電池又沒有經(jīng)過大規(guī)模生產(chǎn)、使用檢驗其安全性，這就使得電動汽車和產(chǎn)業(yè)化難度就更大了。
二是動力電池相關(guān)技術(shù)進步偏慢，難以滿足純電動汽車需求。二次電池發(fā)展歷史也已經(jīng)超過了一個世紀，但目前實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的也只有鉛酸電池、鎳鉻電池、鎳氫電池、鋰離子電池、金屬燃料電池等少數(shù)幾種，由于種種原因，真正應(yīng)用到電動汽車上的只有鋰離子電池。
而鋰離子電池從商業(yè)化到現(xiàn)在也超過了25年，目前也僅僅是初步的滿足了電動汽車的要求。盡管現(xiàn)在各種電池技術(shù)在快速進步，包括石墨烯電池、柔性薄膜電池、新型鋁離子電池等噱頭十足的新電池技術(shù)，但大多處于實驗室研究階段。
三是汽車作為一種實物資產(chǎn)，消費者更換周期長。隨著汽車規(guī)模化生產(chǎn)和市場競爭加劇，燃油汽車的價格持續(xù)下降，但從大多數(shù)家庭收入和汽車價格來說，購買汽車不僅僅是代步工具，還是一種固定資產(chǎn)投資。
加上汽車正常使用壽命是8-10年，消費者更換汽車的周期較長。這就意味著汽車的生命周期很長，在一定程度上使得汽車生產(chǎn)企業(yè)開發(fā)新產(chǎn)品的意愿不強，品牌以及影響力對于汽車企業(yè)的重要更加明顯。而對于消費電子企業(yè)來說，如果新產(chǎn)品更新速度不快，跟不上市場變化，就極有可能被淘汰。
燃油車淘汰的時間普遍較長
綜合來看，新能源汽車革命要取得成功并不容易，除了動力電池、充電速度等自身技術(shù)要取得突破之外，還需要各國以及各大企業(yè)加快基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，以及突破傳統(tǒng)燃油汽車生產(chǎn)體系形成的阻力。
鋰電池繼續(xù)“扛旗”新能源汽車革命2.0
在全球綠色發(fā)展理念推動以及主要國家的支持下，新能源汽車革命還將深入推進至2.0階段，基礎(chǔ)設(shè)施逐步完善，隨著快速充電、智能駕駛等技術(shù)不斷進步，新能源汽車將朝著智能化、電動化、便捷化發(fā)展，成本也將實現(xiàn)大幅下降。
在新能源汽車革命2.0階段，新能源汽車使用便捷性和性價比將大幅提升，鋰離子電池繼續(xù)成為動力電池主流選擇，高舉新能源汽車革命的旗幟，主要基于以下考慮:
新型電池技術(shù)產(chǎn)業(yè)化尚需時間成熟。當前，新型電池技術(shù)大多處于實驗室研究階段，按照技術(shù)成果產(chǎn)業(yè)化進程，要大規(guī)模應(yīng)用推廣至少需要10年以上時間。考慮到電池的安全性因素，需要驗證的時間可能會更長。
固態(tài)電池實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化尚需時日
對于部分逐漸成熟的技術(shù)，如雙碳電池、固態(tài)鋰離子電池等，生產(chǎn)工藝并未成熟，并且核心技術(shù)掌握在一兩家企業(yè)手上，產(chǎn)量有限且價格偏貴，難以在近期實現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用。至于超級電容器、氫燃料電池和鋅、鋰金屬燃料電池等已經(jīng)開始小規(guī)模生產(chǎn)的技術(shù)，價格較高，市場接受需要一段時間。
另外，盡管納米制備技術(shù)已經(jīng)比較成熟，但制備某種特定結(jié)構(gòu)的納米材料還無法實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。
鋰離子電池領(lǐng)先優(yōu)勢較為明顯。從市場份額看，目前鋰離子電池基本占據(jù)智能終端、電動汽車等主流市場，隨著價格不斷下降，正在進一步搶占傳統(tǒng)鉛酸電池市場。從技術(shù)開放程度看，主要各國的企業(yè)都掌握鋰離子電池核心技術(shù)，而新型電池技術(shù)只掌握在少數(shù)企業(yè)或者國家手上。
從吸引的投資來看，近兩年來全球在鋰離子電池方面的投資超過了2000億元，將進一步加快鋰離子電池技術(shù)進步和成本降低。而就算是豐田放開了氫燃料電池技術(shù)專利，能夠吸引的投資仍十分有限。
未來10年鋰離子電池仍是主流
歷史發(fā)展經(jīng)驗也表明，技術(shù)愈開放，投資愈多，最終勝出的可能性越大，可以說，鋰離子電池在二次電池市場已經(jīng)占據(jù)了相當明顯的領(lǐng)先優(yōu)勢。盡管鋰離子電池本身存在一定的弱點，但納米負極材料、離子電解液、固態(tài)鋰離子電池等新技術(shù)的應(yīng)用有望幫助克服這些弱點。
性價比決定電池市場走向。影響電池性價比的因素包括成本、續(xù)航里程/時間、使用壽命/充電次數(shù)等，綜合來看，在智能終端、電動汽車等應(yīng)用領(lǐng)域，鋰離子電池的性價比明顯高于其他類型電池以及新型電池。
以動力電池為例，目前鋰離子電池價格在200美元/千瓦時左右，續(xù)航里程為300公里的電動汽車的動力電池成本不到1萬美元。而功率100瓦相當于1.8L排量的氫燃料電池電動汽車，僅氫燃料電池組成本就接近100萬元，這還是已經(jīng)開始推廣使用的氫燃料電池，更不用說那些尚在研發(fā)當中的新型電池。
因此，盡管金屬燃料電池包括最近熱炒的新型鋁離子電池在比能量以及使用壽命上都比鋰離子電池更具優(yōu)勢，但關(guān)鍵在于尚未實現(xiàn)規(guī)?；慨a(chǎn)，許多難題尚待克服。
所以綜合來看，鋰離子電池還將是新能源汽車革命2.0階段的首選動力電池，在未來10年內(nèi)繼續(xù)占據(jù)絕對市場地位。當然，10年時間也可以讓部分新型電池技術(shù)實現(xiàn)量產(chǎn)應(yīng)用并開始搶占鋰離子電池在動力電池市場的份額，但按照當前技術(shù)演進速度，10年之后新能源汽車革命將步入3.0階段。
