中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：動(dòng)力電池一向被稱(chēng)為新能源汽車(chē)的“心臟”，其壽命也一直是從消費(fèi)者到企業(yè)所高度關(guān)注的問(wèn)題。
“未來(lái)8年將有1940萬(wàn)輛新能源汽車(chē)電池質(zhì)保到期，解決電池壽命問(wèn)題刻不容緩。”近日，在中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)百人會(huì)論壇（2024）上，蔚來(lái)汽車(chē)董事長(zhǎng)兼首席執(zhí)行官李斌在發(fā)言中點(diǎn)到了這一行業(yè)痛點(diǎn)，他認(rèn)為，如果這一問(wèn)題得不到妥善處理，將來(lái)可能需要為此耗費(fèi)巨大的成本。如何延長(zhǎng)動(dòng)力電池的壽命，以及妥善處理電池“老齡化”帶來(lái)的問(wèn)題，成為當(dāng)前行業(yè)需要共同應(yīng)對(duì)的挑戰(zhàn)。
換電池與換車(chē)誰(shuí)劃算
“廠(chǎng)家標(biāo)注的新能源汽車(chē)動(dòng)力電池質(zhì)保時(shí)間一般是8年12萬(wàn)公里?！避?chē)主林平說(shuō)，他的電動(dòng)汽車(chē)已經(jīng)使用7年，接近質(zhì)保期。不過(guò)，林平卻并不太擔(dān)心后續(xù)的使用，他告訴記者，他的電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)駛里程和新車(chē)相比相差不大，因?yàn)槠綍r(shí)只上下班時(shí)用車(chē)，其他時(shí)間基本都停放在車(chē)庫(kù)，電池?fù)p耗較小。
不過(guò)，也有一些新能源車(chē)主感到動(dòng)力電池有些“力不從心”了?！拔业募冸妱?dòng)汽車(chē)已經(jīng)開(kāi)了6年，平時(shí)跑業(yè)務(wù)、假期自駕游，使用較為頻繁，里程數(shù)也超過(guò)10萬(wàn)公里了，現(xiàn)在感覺(jué)充電后的續(xù)駛里程明顯下降，或許電池應(yīng)該更換了。”車(chē)主張燃向記者表示。
根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，電池容量衰減到原值的80％就被視為壽命終止。在記者采訪(fǎng)的消費(fèi)者中，有的表示電池容量還在80％以上，但也有不少老車(chē)主表示已經(jīng)低于80％了。
我國(guó)新能源汽車(chē)補(bǔ)貼政策從2010年開(kāi)始施行，不過(guò)當(dāng)時(shí)買(mǎi)電動(dòng)汽車(chē)的人并不多，電動(dòng)汽車(chē)銷(xiāo)量大幅增長(zhǎng)開(kāi)始于2015年，2018年進(jìn)入快速增長(zhǎng)期，國(guó)內(nèi)新能源汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)量均于這一年首次突破100萬(wàn)輛。這也意味著，按照動(dòng)力電池質(zhì)保8年12萬(wàn)公里計(jì)算，越來(lái)越多的新能源汽車(chē)動(dòng)力電池進(jìn)入更新期。進(jìn)入更新期后是換車(chē)還是換電池就成為擺在消費(fèi)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(chē)劃算……”張燃告訴記者，當(dāng)時(shí)買(mǎi)車(chē)的時(shí)候總價(jià)為15萬(wàn)元，現(xiàn)在更換電池組約需10萬(wàn)元左右。所以，究竟換車(chē)還是換電池，他也在猶豫。
“我覺(jué)得還是要看具體情況?！避?chē)主林平說(shuō)，如果覺(jué)得電池價(jià)格太高、車(chē)型較舊，即使換了電池也有可能在2～3年內(nèi)換車(chē)的話(huà)，不如直接換輛新車(chē)。但是，如果短期并沒(méi)有換車(chē)的打算，那么電池價(jià)格較高也值得換。當(dāng)然，如果換電池成本較低，如花2萬(wàn)～3萬(wàn)元就能更換全新電池的話(huà)，換電池顯然更劃算。
上海車(chē)主蘇欣有更多顧慮，她的電動(dòng)汽車(chē)已經(jīng)使用了8年，她擔(dān)心除了換新電池，電源管理系統(tǒng)是不是也要換?！皳?jù)說(shuō)現(xiàn)在的電池性能更好了，舊車(chē)原有的電源管理系統(tǒng)可能會(huì)限制新電池優(yōu)勢(shì)性能的發(fā)揮。如果電源管理系統(tǒng)要一起換，必然也會(huì)增加電池系統(tǒng)更換的成本?！碧K欣說(shuō)。
“舊車(chē)與新電池估計(jì)難以匹配，所以我考慮直接換新車(chē)?！避?chē)主丁海洋做了一番比較后最后決定。作為購(gòu)買(mǎi)新能源汽車(chē)超過(guò)10年的車(chē)主，丁海洋最近去經(jīng)銷(xiāo)商和維修店打聽(tīng)了關(guān)于換電池的問(wèn)題，各方給出的答復(fù)均是：10年以上的車(chē)型，基本找不到原裝電池了。因?yàn)檫@些年來(lái)每個(gè)新能源整車(chē)廠(chǎng)家和動(dòng)力電池廠(chǎng)家設(shè)計(jì)、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(shuō)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(chē)型電池包已經(jīng)不好找了，如果實(shí)在要換可以和電池廠(chǎng)家協(xié)商定制，但定制的成本肯定較高?！倍『Ｑ笳f(shuō)。因?yàn)閾?dān)心價(jià)格和定制電池的質(zhì)量，所以他決定直接換車(chē)。
“之前有過(guò)一輛車(chē)齡8年的新能源汽車(chē)，去年換購(gòu)了一輛新車(chē)，感覺(jué)電池的動(dòng)力性能明顯不一樣了?！毕M(fèi)者袁小彬說(shuō)，數(shù)年前生產(chǎn)的電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)駛里程有限，大多在250～450公里之間，而現(xiàn)在的電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)駛里程大多在500～800公里之間，甚至超過(guò)1000公里。從使用體驗(yàn)來(lái)看，8年前的電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)駛里程衰減較快，使用1年后續(xù)駛里程就開(kāi)始下降，3年后下降更明顯，5年后只能勉強(qiáng)使用，還不太敢用快充，怕傷害電池。但現(xiàn)在生產(chǎn)的電動(dòng)汽車(chē)，動(dòng)力電池性能充足，駕駛1年基本感覺(jué)不到變化。
“最理想的情況是，廠(chǎng)家提供終身質(zhì)保?！毕M(fèi)者梁冰認(rèn)為，現(xiàn)在廠(chǎng)家對(duì)動(dòng)力電池提供終身質(zhì)保的還比較少，如果多數(shù)廠(chǎng)家都能提供終身質(zhì)保，消費(fèi)者就不會(huì)再為究竟是換車(chē)還是換電池焦慮了。從另一個(gè)角度看，提供終身質(zhì)保，也會(huì)在一定程度上督促?gòu)S家研制壽命更長(zhǎng)、性能更好的動(dòng)力電池，這也減少了廠(chǎng)家的換電維修成本和服務(wù)費(fèi)用，其實(shí)是“雙贏”的做法。
消費(fèi)者之所以對(duì)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(bào)告顯示，以上汽通用五菱Air ev晴空車(chē)型為例，新車(chē)價(jià)格為6.58萬(wàn)元，更換電池則需要5.85萬(wàn)元。更夸張者，某電池容量為96.1kWh的一款純電動(dòng)車(chē)型，更換電池費(fèi)用高達(dá)23.3萬(wàn)元?；靹?dòng)車(chē)型同樣如此。電池容量在40kWh左右的兩款增程車(chē)型，更換電池費(fèi)用在8萬(wàn)元以上。即使是電池容量不超過(guò)30kWh的混動(dòng)車(chē)型，更換電池的費(fèi)用也接近6萬(wàn)元。對(duì)此，車(chē)主張燃提出疑問(wèn)：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(huì)衍生出一系列新問(wèn)題。”華東汽車(chē)新材料技術(shù)研究院研究員林澍文表示，這需要對(duì)電池組進(jìn)行檢測(cè)，但目前除了幾家企業(yè)可以檢測(cè)電池外，還沒(méi)有官方指定面向全社會(huì)的檢測(cè)服務(wù)機(jī)構(gòu)。因此，到哪里去檢測(cè)、檢測(cè)的準(zhǔn)確性、檢測(cè)后的價(jià)格估算，以及誰(shuí)來(lái)承擔(dān)更換部分電池的業(yè)務(wù)都是問(wèn)題。如果不是生產(chǎn)廠(chǎng)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(wèn)題。
多重因素影響電池壽命
“未來(lái)8年將有1940萬(wàn)輛新能源汽車(chē)電池質(zhì)保到期?！崩畋蟮倪@句話(huà)道出了電池壽命的重要性。那么當(dāng)前動(dòng)力電池壽命幾何？影響動(dòng)力電池壽命的因素又有哪些？
“新能源汽車(chē)動(dòng)力電池壽命與材料、結(jié)構(gòu)、技術(shù)進(jìn)步等因素都有關(guān)系?！北本┐髮W(xué)新能源材料與技術(shù)實(shí)驗(yàn)室主任其魯向記者表示，動(dòng)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(shuō)的壽命指的是循環(huán)壽命。目前在用份額最大的兩種動(dòng)力電池中，今年1～2月磷酸鐵鋰電池裝車(chē)量占比61.1％，三元鋰電池裝車(chē)量占比38.9％。綜合包括技術(shù)進(jìn)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(dá)6000次以上，鈦酸鋰電池?fù)?jù)稱(chēng)理論循環(huán)壽命更是高達(dá)2萬(wàn)次以上，但這些電池品種目前都缺乏大規(guī)模實(shí)際應(yīng)用數(shù)據(jù)來(lái)驗(yàn)證。
林澍文告訴記者，動(dòng)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(dòng)力電池過(guò)了質(zhì)保期仍然衰減不多，有的則幾乎要報(bào)廢的原因所在。林澍文表示，通常情況下，動(dòng)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(dòng)車(chē)型因?yàn)榧夹g(shù)等原因，即使可以使用快充也要減少快充次數(shù)，因?yàn)榭斐鋾r(shí)的大電流會(huì)縮短電池壽命。而如今一些新車(chē)型則實(shí)現(xiàn)了技術(shù)優(yōu)化，快充并不會(huì)影響電池壽命。
吉林大學(xué)汽車(chē)工程學(xué)院教授李明介紹了電源管理系統(tǒng)（BMS）對(duì)電池壽命的重要性，他指出，BMS負(fù)責(zé)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(shí)使電力分配變得更加智能。其中，集中式BMS拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)將電壓和溫度采集模塊集成在一個(gè)主控板上，采集模塊和主控模塊的信息并實(shí)現(xiàn)交互；分布式BMS則是由一個(gè)主控板和多個(gè)從控板組成，從控板負(fù)責(zé)對(duì)每一個(gè)電芯進(jìn)行電壓檢測(cè)、溫度檢測(cè)等，主控板負(fù)責(zé)接收數(shù)據(jù)，并進(jìn)行電池系統(tǒng)的狀態(tài)評(píng)估、充放電管理、熱管理以及與整車(chē)通信等。兩種架構(gòu)各有特點(diǎn)，有觀(guān)點(diǎn)認(rèn)為分布式BMS更符合新能源汽車(chē)高壓充電，也有利于保護(hù)電池，減少對(duì)電池壽命的影響。
行業(yè)企業(yè)開(kāi)“卷”有益
隨著動(dòng)力電池大規(guī)模“老齡化”的到來(lái)，如何延長(zhǎng)動(dòng)力電池的壽命，以及妥善處理電池“老齡化”帶來(lái)的問(wèn)題變得越來(lái)越重要。而這也成為相關(guān)企業(yè)“內(nèi)卷”的另一個(gè)方向。
3月14日，蔚來(lái)汽車(chē)與寧德時(shí)代簽署合作協(xié)議，將合作研發(fā)長(zhǎng)壽命電池。李斌認(rèn)為，目前的行業(yè)現(xiàn)實(shí)是，動(dòng)力電池循環(huán)壽命低于整車(chē)可行駛里程。通常整車(chē)可行駛里程可達(dá)100萬(wàn)公里，但是電池循環(huán)壽命對(duì)應(yīng)的估算里程只能達(dá)到24萬(wàn)公里，電池日歷壽命低于汽車(chē)用戶(hù)實(shí)際用車(chē)年限。也就是說(shuō)，新能源汽車(chē)平均使用年限可以達(dá)到15年，但是當(dāng)前行業(yè)對(duì)動(dòng)力電池平均質(zhì)保年限只有8年。所以，要開(kāi)發(fā)長(zhǎng)壽命電池來(lái)破解電池“壽命焦慮”。
據(jù)了解，蔚來(lái)汽車(chē)與寧德時(shí)代雙方合作的目標(biāo)，是動(dòng)力電池壽命達(dá)到國(guó)家規(guī)定質(zhì)保期限的近1倍，即15年里程無(wú)憂(yōu)，電池壽命終止健康度（SOH）不低于85％。蔚來(lái)方面認(rèn)為，為避免越來(lái)越多電池壽命焦慮帶來(lái)的后續(xù)成本負(fù)擔(dān)，只有采用“長(zhǎng)壽命電池＋換電運(yùn)營(yíng)”模式，蔚來(lái)才可以讓運(yùn)營(yíng)成本顯著下降，達(dá)成精細(xì)化運(yùn)營(yíng)，降低過(guò)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(shí)上，已經(jīng)有越來(lái)越多的新能源車(chē)企、動(dòng)力電池企業(yè)開(kāi)始開(kāi)發(fā)長(zhǎng)壽命動(dòng)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(wàn)公里超長(zhǎng)壽命的新型動(dòng)力電池“因湃電池”。還有的企業(yè)也在緊鑼密鼓開(kāi)始布局長(zhǎng)壽命電池的研發(fā)。
“眾多車(chē)企紛紛入局開(kāi)發(fā)長(zhǎng)壽命電池，這種態(tài)勢(shì)和探索對(duì)于產(chǎn)業(yè)發(fā)展有著積極的意義。”其魯表示，這既表明動(dòng)力電池壽命已經(jīng)逐漸成為制約新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要因素，也表明企業(yè)已經(jīng)意識(shí)到這一問(wèn)題并開(kāi)始采取行動(dòng)解決這一問(wèn)題。他認(rèn)為，打造長(zhǎng)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(zhǎng)期使用成本，還有可能推動(dòng)傳統(tǒng)燃油車(chē)向新能源汽車(chē)的加速轉(zhuǎn)換。同時(shí)，他提醒，長(zhǎng)壽命動(dòng)力電池的開(kāi)發(fā)依然要遵循安全可靠的宗旨，且要從各個(gè)環(huán)節(jié)降低成本，才能給企業(yè)和消費(fèi)者帶來(lái)更多便利和實(shí)惠。
林澍文認(rèn)為，開(kāi)發(fā)長(zhǎng)壽命電池正在成為新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的剛需，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)必須跟上。一方面，制定符合國(guó)情和產(chǎn)業(yè)實(shí)際的長(zhǎng)壽命電池新標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)迫在眉睫，如同新能源汽車(chē)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(zhǎng)壽命電池的標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)的修訂勢(shì)在必行?，F(xiàn)有的動(dòng)力電池標(biāo)準(zhǔn)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(wàn)公里，也是2015年制定完成，2016年開(kāi)始實(shí)施的。如今動(dòng)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(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于行業(yè)發(fā)展就失去了標(biāo)準(zhǔn)、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(jiàn)看，動(dòng)力電池長(zhǎng)壽命標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)以15年為宜。
“開(kāi)發(fā)長(zhǎng)壽命電池，對(duì)于新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈都有重要價(jià)值?！崩蠲鲝?qiáng)調(diào)，在當(dāng)前推動(dòng)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、促進(jìn)新能源汽車(chē)消費(fèi)，以及鼓勵(lì)汽車(chē)以舊換新的政策大背景下，長(zhǎng)壽命電池對(duì)于新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)和市場(chǎng)都會(huì)帶來(lái)更為明顯的拉動(dòng)作用，消費(fèi)者購(gòu)車(chē)更放心，市場(chǎng)銷(xiāo)量也會(huì)相應(yīng)增加。同時(shí)，對(duì)新能源二手車(chē)的發(fā)展也有不容忽視的支撐作用。對(duì)于新能源二手車(chē)交易而言，電池壽命是消費(fèi)者和二手車(chē)商最為關(guān)注的，長(zhǎng)壽命電池的普及會(huì)讓二手車(chē)交易更順暢，交易量也會(huì)增加，從而又會(huì)促進(jìn)以舊換新，形成良性循環(huán)。因此，加快長(zhǎng)壽命電池的研發(fā)，在多個(gè)維度上都是利好。
回收的機(jī)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(lái)不可忽視的另一問(wèn)題。
“這既是機(jī)遇，也是新的挑戰(zhàn)?！逼漪敱硎荆S著早期銷(xiāo)售的新能源汽車(chē)逐漸到達(dá)質(zhì)保期限，動(dòng)力電池正陸續(xù)進(jìn)入回收利用階段。數(shù)據(jù)顯示，2018年，國(guó)內(nèi)新能源汽車(chē)保有量為261萬(wàn)輛，截至2023年末，我國(guó)新能源汽車(chē)保有量已達(dá)到2041萬(wàn)輛。與之相應(yīng)的是，數(shù)量龐大的動(dòng)力電池正在涌入回收行業(yè)。
有機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，到2025年，我國(guó)動(dòng)力電池退役量將達(dá)82萬(wàn)噸；2028年后，將超過(guò)260萬(wàn)噸，屆時(shí)大規(guī)模動(dòng)力電池“退役潮”或?qū)⒌絹?lái)。在2030年前后，動(dòng)力電池回收行業(yè)市場(chǎng)規(guī)?；?qū)⑦_(dá)到千億元。對(duì)此，從動(dòng)力電池企業(yè)到相關(guān)資源回收利用企業(yè)都在搶抓機(jī)遇，搶灘這一藍(lán)海市場(chǎng)。同時(shí)，政策端對(duì)動(dòng)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(tái)了相關(guān)支持政策。
“動(dòng)力電池退役量正在大幅增加，僅2023年就達(dá)到56萬(wàn)噸?！北本┵惖旅蕾Y源再利用研究院有限公司董事長(zhǎng)趙小勇向記者表示，面對(duì)動(dòng)力電池回收這一巨大市場(chǎng)，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(yú)，擾亂了市場(chǎng)。為了整頓規(guī)范動(dòng)力電池回收市場(chǎng)，國(guó)家主管部門(mén)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(dòng)力電池進(jìn)入回收及報(bào)廢拆解階段后其利用價(jià)值仍然很高，其中正極材料中的鋰、鎳、鈷、錳等高價(jià)值金屬化合物，其成本占比高達(dá)51％，也是回收階段價(jià)值含量最高的部分，所以，規(guī)范動(dòng)力電池回收市場(chǎng)十分必要。目前存在的另一問(wèn)題是，雖然整車(chē)廠(chǎng)承擔(dān)回收責(zé)任，但還需要車(chē)主配合才能實(shí)現(xiàn)有效回收，這需要出臺(tái)政策，明確相關(guān)責(zé)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(qiáng)與產(chǎn)業(yè)實(shí)際相適應(yīng)的動(dòng)力電池回收標(biāo)準(zhǔn)、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(zé)任和義務(wù)，并建立統(tǒng)一的回收渠道和管理平臺(tái)，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(mén)共同研究推進(jìn)。
“打通動(dòng)力電池全生命周期的各個(gè)環(huán)節(jié)，利在多方。”李明認(rèn)為，以技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)去破解動(dòng)力電池現(xiàn)實(shí)之困，開(kāi)發(fā)安全無(wú)憂(yōu)的長(zhǎng)壽命電池，是行業(yè)和消費(fèi)者共同的呼喚，而引導(dǎo)壽終正寢的電池最終進(jìn)入回收利用階段，也是建設(shè)綠色低碳社會(huì)的需要。只有多方攜手、多措并舉解決動(dòng)力電池“老齡化”的一系列問(wèn)題，才能讓動(dòng)力電池真正成為新能源汽車(chē)強(qiáng)有力的“心臟”，也才能讓新能源汽車(chē)成為人們美好生活的標(biāo)志之一。
