中國儲能網(wǎng)訊：動力電池一向被稱為新能源汽車的“心臟”，其壽命也一直是從消費者到企業(yè)所高度關(guān)注的問題。
“未來8年將有1940萬輛新能源汽車電池質(zhì)保到期，解決電池壽命問題刻不容緩。”近日，在中國電動汽車百人會論壇（2024）上，蔚來汽車董事長兼首席執(zhí)行官李斌在發(fā)言中點到了這一行業(yè)痛點，他認為，如果這一問題得不到妥善處理，將來可能需要為此耗費巨大的成本。如何延長動力電池的壽命，以及妥善處理電池“老齡化”帶來的問題，成為當前行業(yè)需要共同應(yīng)對的挑戰(zhàn)。
換電池與換車誰劃算
“廠家標注的新能源汽車動力電池質(zhì)保時間一般是8年12萬公里?！避囍髁制秸f，他的電動汽車已經(jīng)使用7年，接近質(zhì)保期。不過，林平卻并不太擔心后續(xù)的使用，他告訴記者，他的電動汽車續(xù)駛里程和新車相比相差不大，因為平時只上下班時用車，其他時間基本都停放在車庫，電池損耗較小。
不過，也有一些新能源車主感到動力電池有些“力不從心”了?！拔业募冸妱悠囈呀?jīng)開了6年，平時跑業(yè)務(wù)、假期自駕游，使用較為頻繁，里程數(shù)也超過10萬公里了，現(xiàn)在感覺充電后的續(xù)駛里程明顯下降，或許電池應(yīng)該更換了?！避囍鲝埲枷蛴浾弑硎?。
根據(jù)國家標準，電池容量衰減到原值的80％就被視為壽命終止。在記者采訪的消費者中，有的表示電池容量還在80％以上，但也有不少老車主表示已經(jīng)低于80％了。
我國新能源汽車補貼政策從2010年開始施行，不過當時買電動汽車的人并不多，電動汽車銷量大幅增長開始于2015年，2018年進入快速增長期，國內(nèi)新能源汽車產(chǎn)銷量均于這一年首次突破100萬輛。這也意味著，按照動力電池質(zhì)保8年12萬公里計算，越來越多的新能源汽車動力電池進入更新期。進入更新期后是換車還是換電池就成為擺在消費者面前的一道難題。
“我現(xiàn)在也在思考，換電池劃算還是換車劃算……”張燃告訴記者，當時買車的時候總價為15萬元，現(xiàn)在更換電池組約需10萬元左右。所以，究竟換車還是換電池，他也在猶豫。
“我覺得還是要看具體情況?！避囍髁制秸f，如果覺得電池價格太高、車型較舊，即使換了電池也有可能在2～3年內(nèi)換車的話，不如直接換輛新車。但是，如果短期并沒有換車的打算，那么電池價格較高也值得換。當然，如果換電池成本較低，如花2萬～3萬元就能更換全新電池的話，換電池顯然更劃算。
上海車主蘇欣有更多顧慮，她的電動汽車已經(jīng)使用了8年，她擔心除了換新電池，電源管理系統(tǒng)是不是也要換?！皳?jù)說現(xiàn)在的電池性能更好了，舊車原有的電源管理系統(tǒng)可能會限制新電池優(yōu)勢性能的發(fā)揮。如果電源管理系統(tǒng)要一起換，必然也會增加電池系統(tǒng)更換的成本?！碧K欣說。
“舊車與新電池估計難以匹配，所以我考慮直接換新車?！避囍鞫『Ｑ笞隽艘环容^后最后決定。作為購買新能源汽車超過10年的車主，丁海洋最近去經(jīng)銷商和維修店打聽了關(guān)于換電池的問題，各方給出的答復均是：10年以上的車型，基本找不到原裝電池了。因為這些年來每個新能源整車廠家和動力電池廠家設(shè)計、制造的電池包的尺寸、外形、電量甚至做工都不一樣?！熬S修店說現(xiàn)在至少有數(shù)百種規(guī)格的電池包，但10年以上的新能源車型電池包已經(jīng)不好找了，如果實在要換可以和電池廠家協(xié)商定制，但定制的成本肯定較高?！倍『Ｑ笳f。因為擔心價格和定制電池的質(zhì)量，所以他決定直接換車。
“之前有過一輛車齡8年的新能源汽車，去年換購了一輛新車，感覺電池的動力性能明顯不一樣了。”消費者袁小彬說，數(shù)年前生產(chǎn)的電動汽車續(xù)駛里程有限，大多在250～450公里之間，而現(xiàn)在的電動汽車續(xù)駛里程大多在500～800公里之間，甚至超過1000公里。從使用體驗來看，8年前的電動汽車續(xù)駛里程衰減較快，使用1年后續(xù)駛里程就開始下降，3年后下降更明顯，5年后只能勉強使用，還不太敢用快充，怕傷害電池。但現(xiàn)在生產(chǎn)的電動汽車，動力電池性能充足，駕駛1年基本感覺不到變化。
“最理想的情況是，廠家提供終身質(zhì)保?！毕M者梁冰認為，現(xiàn)在廠家對動力電池提供終身質(zhì)保的還比較少，如果多數(shù)廠家都能提供終身質(zhì)保，消費者就不會再為究竟是換車還是換電池焦慮了。從另一個角度看，提供終身質(zhì)保，也會在一定程度上督促廠家研制壽命更長、性能更好的動力電池，這也減少了廠家的換電維修成本和服務(wù)費用，其實是“雙贏”的做法。
消費者之所以對更換電池耿耿于懷，根本原因還在于更換成本太高。有調(diào)研報告顯示，以上汽通用五菱Air ev晴空車型為例，新車價格為6.58萬元，更換電池則需要5.85萬元。更夸張者，某電池容量為96.1kWh的一款純電動車型，更換電池費用高達23.3萬元?；靹榆囆屯瑯尤绱恕ｋ姵厝萘吭?0kWh左右的兩款增程車型，更換電池費用在8萬元以上。即使是電池容量不超過30kWh的混動車型，更換電池的費用也接近6萬元。對此，車主張燃提出疑問：既然整體更換成本較高，能不能只更換其中損耗較大的一部分？
“這又會衍生出一系列新問題。”華東汽車新材料技術(shù)研究院研究員林澍文表示，這需要對電池組進行檢測，但目前除了幾家企業(yè)可以檢測電池外，還沒有官方指定面向全社會的檢測服務(wù)機構(gòu)。因此，到哪里去檢測、檢測的準確性、檢測后的價格估算，以及誰來承擔更換部分電池的業(yè)務(wù)都是問題。如果不是生產(chǎn)廠家，其他維修企業(yè)是否被允許拆解電池包，更換的部分能否匹配等，也都是需要解決的問題。
多重因素影響電池壽命
“未來8年將有1940萬輛新能源汽車電池質(zhì)保到期。”李斌的這句話道出了電池壽命的重要性。那么當前動力電池壽命幾何？影響動力電池壽命的因素又有哪些？
“新能源汽車動力電池壽命與材料、結(jié)構(gòu)、技術(shù)進步等因素都有關(guān)系?！北本┐髮W新能源材料與技術(shù)實驗室主任其魯向記者表示，動力電池的壽命一般分為充放電循環(huán)壽命和濕擱置使用壽命兩種，通常所說的壽命指的是循環(huán)壽命。目前在用份額最大的兩種動力電池中，今年1～2月磷酸鐵鋰電池裝車量占比61.1％，三元鋰電池裝車量占比38.9％。綜合包括技術(shù)進步等多種因素看，磷酸鐵鋰電池循環(huán)壽命已經(jīng)從之前的800～1200次增加到2000次以上；三元鋰電池的循環(huán)壽命也從之前的800～1000次增加到1500～2000次左右。此外，目前應(yīng)用較少或較新的電池品種中，如石墨烯電池理論循環(huán)壽命在1000～3000次左右，全固態(tài)電池理論循環(huán)壽命可達6000次以上，鈦酸鋰電池據(jù)稱理論循環(huán)壽命更是高達2萬次以上，但這些電池品種目前都缺乏大規(guī)模實際應(yīng)用數(shù)據(jù)來驗證。
林澍文告訴記者，動力電池的壽命不僅取決于技術(shù)，還與是否安全使用、是否頻繁使用，以及是否在高溫等惡劣環(huán)境下使用、電池是否受到物理撞擊等因素有直接關(guān)系。這也是有的動力電池過了質(zhì)保期仍然衰減不多，有的則幾乎要報廢的原因所在。林澍文表示，通常情況下，動力電池充電的適宜溫度為0℃～45℃，應(yīng)盡量不要在極限溫度條件下充放電。值得注意的是，早期的電動車型因為技術(shù)等原因，即使可以使用快充也要減少快充次數(shù)，因為快充時的大電流會縮短電池壽命。而如今一些新車型則實現(xiàn)了技術(shù)優(yōu)化，快充并不會影響電池壽命。
吉林大學汽車工程學院教授李明介紹了電源管理系統(tǒng)（BMS）對電池壽命的重要性，他指出，BMS負責監(jiān)視和調(diào)節(jié)電池的充電和放電狀態(tài)，并可以在充電時使電力分配變得更加智能。其中，集中式BMS拓撲結(jié)構(gòu)將電壓和溫度采集模塊集成在一個主控板上，采集模塊和主控模塊的信息并實現(xiàn)交互；分布式BMS則是由一個主控板和多個從控板組成，從控板負責對每一個電芯進行電壓檢測、溫度檢測等，主控板負責接收數(shù)據(jù)，并進行電池系統(tǒng)的狀態(tài)評估、充放電管理、熱管理以及與整車通信等。兩種架構(gòu)各有特點，有觀點認為分布式BMS更符合新能源汽車高壓充電，也有利于保護電池，減少對電池壽命的影響。
行業(yè)企業(yè)開“卷”有益
隨著動力電池大規(guī)?！袄淆g化”的到來，如何延長動力電池的壽命，以及妥善處理電池“老齡化”帶來的問題變得越來越重要。而這也成為相關(guān)企業(yè)“內(nèi)卷”的另一個方向。
3月14日，蔚來汽車與寧德時代簽署合作協(xié)議，將合作研發(fā)長壽命電池。李斌認為，目前的行業(yè)現(xiàn)實是，動力電池循環(huán)壽命低于整車可行駛里程。通常整車可行駛里程可達100萬公里，但是電池循環(huán)壽命對應(yīng)的估算里程只能達到24萬公里，電池日歷壽命低于汽車用戶實際用車年限。也就是說，新能源汽車平均使用年限可以達到15年，但是當前行業(yè)對動力電池平均質(zhì)保年限只有8年。所以，要開發(fā)長壽命電池來破解電池“壽命焦慮”。
據(jù)了解，蔚來汽車與寧德時代雙方合作的目標，是動力電池壽命達到國家規(guī)定質(zhì)保期限的近1倍，即15年里程無憂，電池壽命終止健康度（SOH）不低于85％。蔚來方面認為，為避免越來越多電池壽命焦慮帶來的后續(xù)成本負擔，只有采用“長壽命電池＋換電運營”模式，蔚來才可以讓運營成本顯著下降，達成精細化運營，降低過了質(zhì)保期后的電池因衰減而產(chǎn)生的高昂更換成本。
事實上，已經(jīng)有越來越多的新能源車企、動力電池企業(yè)開始開發(fā)長壽命動力電池。日前，廣汽埃安旗下的因湃電池科技有限公司宣布，將推出一款有150萬公里超長壽命的新型動力電池“因湃電池”。還有的企業(yè)也在緊鑼密鼓開始布局長壽命電池的研發(fā)。
“眾多車企紛紛入局開發(fā)長壽命電池，這種態(tài)勢和探索對于產(chǎn)業(yè)發(fā)展有著積極的意義?！逼漪敱硎?，這既表明動力電池壽命已經(jīng)逐漸成為制約新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個重要因素，也表明企業(yè)已經(jīng)意識到這一問題并開始采取行動解決這一問題。他認為，打造長壽命電池，不僅能減少電池更換的頻率，也有助于降低電池長期使用成本，還有可能推動傳統(tǒng)燃油車向新能源汽車的加速轉(zhuǎn)換。同時，他提醒，長壽命動力電池的開發(fā)依然要遵循安全可靠的宗旨，且要從各個環(huán)節(jié)降低成本，才能給企業(yè)和消費者帶來更多便利和實惠。
林澍文認為，開發(fā)長壽命電池正在成為新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的剛需，相關(guān)標準必須跟上。一方面，制定符合國情和產(chǎn)業(yè)實際的長壽命電池新標準已經(jīng)迫在眉睫，如同新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的其他領(lǐng)域一樣，在產(chǎn)業(yè)熱度不斷升溫的情況下，長壽命電池的標準法規(guī)制定也應(yīng)該引起各方面的高度重視。另一方面，現(xiàn)行標準的修訂勢在必行?，F(xiàn)有的動力電池標準都是基于早期產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀制定的，包括質(zhì)保8年12萬公里，也是2015年制定完成，2016年開始實施的。如今動力電池從材料、工藝到性能、壽命都在不斷提高，如果依然使用多年前的標準，對于行業(yè)發(fā)展就失去了標準、規(guī)定應(yīng)有的意義。從現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平和行業(yè)企業(yè)意見看，動力電池長壽命標準應(yīng)以15年為宜。
“開發(fā)長壽命電池，對于新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈都有重要價值?！崩蠲鲝娬{(diào)，在當前推動新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展、促進新能源汽車消費，以及鼓勵汽車以舊換新的政策大背景下，長壽命電池對于新能源汽車產(chǎn)業(yè)和市場都會帶來更為明顯的拉動作用，消費者購車更放心，市場銷量也會相應(yīng)增加。同時，對新能源二手車的發(fā)展也有不容忽視的支撐作用。對于新能源二手車交易而言，電池壽命是消費者和二手車商最為關(guān)注的，長壽命電池的普及會讓二手車交易更順暢，交易量也會增加，從而又會促進以舊換新，形成良性循環(huán)。因此，加快長壽命電池的研發(fā)，在多個維度上都是利好。
回收的機遇與挑戰(zhàn)
妥善處理老舊電池是隨著電池“老齡化”浪潮到來不可忽視的另一問題。
“這既是機遇，也是新的挑戰(zhàn)?！逼漪敱硎?，隨著早期銷售的新能源汽車逐漸到達質(zhì)保期限，動力電池正陸續(xù)進入回收利用階段。數(shù)據(jù)顯示，2018年，國內(nèi)新能源汽車保有量為261萬輛，截至2023年末，我國新能源汽車保有量已達到2041萬輛。與之相應(yīng)的是，數(shù)量龐大的動力電池正在涌入回收行業(yè)。
有機構(gòu)預測，到2025年，我國動力電池退役量將達82萬噸；2028年后，將超過260萬噸，屆時大規(guī)模動力電池“退役潮”或?qū)⒌絹?。?030年前后，動力電池回收行業(yè)市場規(guī)模或?qū)⑦_到千億元。對此，從動力電池企業(yè)到相關(guān)資源回收利用企業(yè)都在搶抓機遇，搶灘這一藍海市場。同時，政策端對動力電池回收利用的支持力度持續(xù)加大，四川、廣東、安徽、福建等地陸續(xù)出臺了相關(guān)支持政策。
“動力電池退役量正在大幅增加，僅2023年就達到56萬噸?！北本┵惖旅蕾Y源再利用研究院有限公司董事長趙小勇向記者表示，面對動力電池回收這一巨大市場，除了有資質(zhì)的正規(guī)回收企業(yè)，也有部分不具備條件的小作坊渾水摸魚，擾亂了市場。為了整頓規(guī)范動力電池回收市場，國家主管部門推出了“白名單”制度，至今入圍“白名單”的已經(jīng)有100多家回收企業(yè)。
林澍文表示，動力電池進入回收及報廢拆解階段后其利用價值仍然很高，其中正極材料中的鋰、鎳、鈷、錳等高價值金屬化合物，其成本占比高達51％，也是回收階段價值含量最高的部分，所以，規(guī)范動力電池回收市場十分必要。目前存在的另一問題是，雖然整車廠承擔回收責任，但還需要車主配合才能實現(xiàn)有效回收，這需要出臺政策，明確相關(guān)責任和回收流程，才能形成有效的回收利用體系。林澍文建議，加強與產(chǎn)業(yè)實際相適應(yīng)的動力電池回收標準、法律法規(guī)和監(jiān)管體系建設(shè)，制定相關(guān)政策明確企業(yè)的回收責任和義務(wù)，并建立統(tǒng)一的回收渠道和管理平臺，確保電池的規(guī)范回收和處理，這需要企業(yè)、行業(yè)組織和主管部門共同研究推進。
“打通動力電池全生命周期的各個環(huán)節(jié)，利在多方?！崩蠲髡J為，以技術(shù)、標準去破解動力電池現(xiàn)實之困，開發(fā)安全無憂的長壽命電池，是行業(yè)和消費者共同的呼喚，而引導壽終正寢的電池最終進入回收利用階段，也是建設(shè)綠色低碳社會的需要。只有多方攜手、多措并舉解決動力電池“老齡化”的一系列問題，才能讓動力電池真正成為新能源汽車強有力的“心臟”，也才能讓新能源汽車成為人們美好生活的標志之一。
