纵观发展历程,动力电池分别经历了铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池、锂电池、燃料电池的时代。铅酸电池目前占据二次电池80%以上的市场份额,主要应用于电动车市场和储能市场,镍镉电池主要应用于电动工具,但是铅酸电池和镍镉电池均含有重金属元素容易造成污染,因此推广程度有限。
镍氢电池主要应用于混合电动车(HEV),但性能不能满足目前大力发展的纯电动汽车(EV)和插电式混合动力汽车(PHEV),此类电动车需200公里以上的行驶里程,是镍氢电池提供的纯电动里程的10倍。虽然燃料电池的性能很好,但是技术难度大。
锂电池以其优越的性能和成熟的技术成为未来十年电动车用电池****。1)具有更高的能量质量比、能量体积比。目前能达到100-125Wh/kg和240-300Wh/L,是镍镉电池的2倍,是镍氢电池的1.5倍;2)电压高。单节锂电池电压为3.6V-3.9V,相当于3只镍镉或镍氢充电电池的串联电压;3)自放电小,可长时间存放。充满电的锂电池储存1个月后的自放电率为10%左右,大大低于镍镉电池的25-30%,镍氢电池的30-35%,这是锂电池最突出的优越性;4)无记忆效应。
锂电池不存在镍镉电池的所谓记忆效应,所以锂电池充电前无需放电;5)寿命长。正常工作条件下,锂电池可达到500次以上的充放电循环次数;6)可以快速充电。通常可以采用0.5-1倍容量的电流充电,使充电时间缩短至1-2小时;7)可以并联使用;8)由于电池中不含镉、铅、汞等重金属元素,对环境无污染,是当代******的绿色电池。
电动汽车爆发式增长,促进锂电池行业发展。以特斯拉电动汽车为例,2013年,特斯拉ModelS全球销量为2.23万辆,其中30%的用户选择入门级的60kWh电池,70%配置80kWh电池,由此推算,2013年Tesla消耗锂电池总量达到165万kWh,由此推算出,特斯拉2013年全年消耗锂电池数量达到165万kWh,远远超过其他电动汽车对于锂电池的需求。
随着电动汽车的飞速发展,若2014年ModelS超过3.5万辆的出货量目标得以实现,以及特斯拉第三代ModelX的上市,仅特斯拉一家公司锂电池的需求量已超过259万kwh,锂电池行业将实现爆发式增长。