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鋰離子電池成本控制的現實意義

   2017-06-26 高工鋰電技術與應用4140
核心提示:對人命關天的純電動汽車而言,純電動汽車電池成本下降過程中的電芯品質和安全問題如何保證?在這個成本為王的時代,電池召回和維護的成本如何計算?召回的有問題的電芯和電池包該如何處理?這些都是急需國內鋰電產業界認真思考的難題。
二十世紀晚期國際政治領域最大的巨變莫過于柏林墻的倒塌導致美蘇冷戰的結束,如果說冷戰結束蘇聯解體僅僅只是影響到了國際政治和軍事關系的話,那就是大錯特錯了。事實上,在過去的二十多年的時間里它已經深刻地影響了西方發達國家乃至全球的普通老百姓尤其是中產階級的生活狀態和方式。
 
福利社會這個詞原本是蘇聯發明并提倡的,當年以美國為首西方世界為了遏制共產主義并緩和西方國家社會內部的矛盾,在二戰結束以后向民眾大規模提供各種社會福利,從而形成當今歐美高福利的社會基礎。
 
冷戰結束導致共產主義在全球處于低潮,既然沒有了東西方(資本主義和社會主義)矛盾,歐美西方國家充滿了所謂的制度信心,最直接后果就是資本力量空前強大從而在社會財富分配體系中的權重達到了一個前所未有的高度。
 
沒有蘇聯這個相對的意識形態對標的存在,歐美資本集團干嘛要高薪養著“櫥窗里的假人”(中產階級)?因為全球化流動的資本+全球化的廉價勞動力+高科技進步,資本家可以配置全球的優勢資源來獲取高額財富,這就使得歐美發達國家中產階級的整體經濟地位相對下降了。因此一遇到經濟危機,老百姓的社會福利就是第一個被砍的目標。
 
2008年在美國爆發的金融危機進一步蔓延到歐洲乃至全球,至今依然沒有結束的跡象。這次危機與以往經濟危機一個最顯著不同就是,掌握大部分社會財富的資本利益集團再也不愿意割肉來喂養底層民眾,反應在宏觀層次就是福利社會的崩潰,以及歐美“中產階級日益(相對)貧困化”
 
近幾年,“中產階級日益貧困化”問題在美國受到廣泛關注。《大停滯》的作者美國喬治梅森大學經濟系教授泰勒˙考恩的數據表明,上世紀五十年代到七十年代美國人均工資翻了一番,而從1999年至2015年的16年時間里美國家庭的平均收入僅僅增加了7%,如果扣除這期間美元數次較大幅度貶值,美國家庭的尤其是中產階級家庭的平均收入實際上是負增長。美國中產階級日益(相對)貧困化問題,筆者相信在美國硅谷或者東海岸工作過十年以上的華人中產工薪階層都有深刻體會。
 
西方思想界普遍認為,美國和歐洲的中產階級從上世紀九十年代開始的衰落軌跡,正是源于蘇聯的崩潰。所以,歐美中產階級相對貧困化問題的實質在于,冷戰結束以后,勞動(腦力和體力勞動)在西方國家社會財富再分配中的比例下降了,資本力量從全球化獲得了更多的利潤,從而導致貧富差距相對于冷戰前擴大了,而最直接和最大的受害者當然是腦力勞動者(中產階級,體力勞動者已無進一步壓榨的空間)。
 
所以英國公投脫離歐盟絕非老百姓一時頭腦發熱,而特朗普能夠成功當選為美國總統,正是因為美國白人中下層對當前現狀的抗議和反擊。
 
為了順應這個“隱形”的全球性社會巨變,西方國家的很多商業經營模式在過去二三十年中已經悄然改變。讀者有興趣的話,可以調研一下那些與消費者最直接相關的國際商業巨頭,比如麥當勞、宜家、家樂福、沃爾瑪等等,它們成功的秘訣是什么?很簡單,它們的成功最大的秘訣就是廉價(外加標準化)!
 
就連一直是高大上的民航業,過去數年廉價航空在歐美和亞洲高速增長,歐美的廉航市場占有率在2014已經超過了30%,分析家普遍預計到2020年廉航在歐美市場將達到50%的市場份額。這是為什么呢?讀者朋友們需要好好思考下這背后的深層次原因。
 
其實,如果看看日本汽車在上世紀八十年代是靠什么法寶打入北美市場的,就很清楚答案了。現在韓國汽車走向世界,仍然還是走日本的老路子,那就是廉價(高性價比)!
 
讀者可能要問,中產階級日益貧困化跟中國鋰電產業發展模式有什么關系呢?筆者的回答是:關系太大了。
 
電動汽車的大規模普及,就必須順應國際民生形勢走廉價化的道路,才有可能被廣大中產階級消費者所接受,比如Tesla在ModelS上獲得一定成功之后,必然會將發展重點轉移到Model3這種平民版的廉價電動汽車上(價格目前仍然不親民),因為Musk清楚地知道僅僅靠ModelS這種“高大上”的車型是不足以維持Tesla長期可持續發展的,普通消費者可以接受的廉價版電動汽車才是Tesla發展壯大的關鍵所在。
 
當然這里的廉價是說在兼顧品質的前提下大幅降低生產成本,而不是目前國內目前這種靠低價生存而忽視產品質量的做法。電動汽車的成本將來能否較大幅度地下降到普通消費者可以接受的程度,在很大程度上取決于動力電池系統的價格下探空間。
 
鋰離子電池另外一個巨大的應用領域是儲能市場,儲能電池的成本考核指標甚至比電動汽車用動力電池更加苛刻,這也正是為什么我國儲能鋰離子電池“藍海論”已經炒作了好幾年,目前還是“只聽樓梯響,不見人下來”的根本原因。
 
筆者個人認為,放眼全世界目前恐怕只有也僅有中國人才能將一個制造產業做到白菜價,但前提條件是我們能否在提升電池品質和性能的前提下,在性價比上獲得針對韓國的優勢。從這個角度而言,筆者堅信未來全球鋰電產業的重頭和希望必將非中國莫屬,這絕不是由于滿腔的愛國熱忱,而是基于經濟全球化背景下國際鋰電行業發展客觀規律的研判。
 
鋰離子電池成本控制的現實意義
 
筆者前面分析了當前歐美國家中產階級相對貧困化的內在原因,具體到鋰電產業,那就是enduser和OEM對鋰電的成本控制提出了越來越苛刻的要求。消費電子市場已經趨向飽和,鋰電發展今后的發展方向主要在動力電池和儲能電池這兩大領域。
 
即便是對電池成本不那么敏感的消費電子領域,國際大廠對于電池成本的控制早已不再象以前那么瀟灑,SamsungGalaxyNote7去年大規模爆炸事故,背后的那雙電芯成本控制黑手已經若隱若現。對于動力電池和儲能電池這樣超大規模使用的民用產品,成本就成了非常敏感的關鍵性因素。
 
打個比方,一款三萬美元級別的家庭純電動轎車,如果里面的動力電池系統就占了幾乎一半的整車成本,那是一個什么概念?筆者個人認為,將來鋰離產業發展大家比拼的必然是產品的質量和成本控制能力,也就是電池的性價比,誰能夠在性價比上面取得優勢,誰就是未來的贏家。
 
在過去數年的時間里,動力電池的成本是一直在下降的。當前的動力電池系統(電芯+Pack+BMS)以TelsaModelS為例,成本大約在400$/KWh左右。Model3如果能夠用上Gigafactory自產的低成本18650或者21700電池,那么其動力電池系統(電芯+Pack+BMS)的整體成本可以控制在300$/KWh以下的水平。
 
一般認為,動力電池系統成本只有低于200$/KWh時,電動汽車的價格才更有競爭力。如果電池系統成本再進一步跌破到150$/KWh(接近內燃機100$/KWh成本水平),那么即使不用任何國家補貼,電動車的全壽命成本將與燃油車持平,電動汽車市場就會大規模啟動。可見,動力電池的成本控制直接關乎到全球電動汽車產業的發展前景。
 
動力電池單體電芯的成本結構中,約有60%的成本涉及到電極材料。電池制造商的材料成本主要是采購原材料,在很大程度上受到規模化和材料性能特征的影響。筆者個人認為,降低動力電池成本必須在電極材料和電池生產兩方面下功夫:
 
1、未來動力電池的生產必然是自動化、規模化和標準化。標準化是自動化的前提,規模化是自動化的必然要求。動力電池要想最大限度降低生產成本,就必然要統一電芯的尺寸和規格,這必將涉及到電極材料-電芯-整車-全產業鏈的協調和規范,其難度可想而知。
 
筆者很難想象,如果不依靠國家意志和行政手段而僅僅依靠市場和商業運作,達成目標的可能性有多大?這方面中國的政治體制具有天然優勢。
 
2、電池的主要成本來自電極材料,要想獲得競爭力,國際電池大廠不僅僅是依靠議價能力(簡單點說就是店大欺客)來掌控原材料供應商,更重要的是依靠電池廠家自身對材料性能和生產技術的把握而參與到材料廠的生產/運營當中。
 
從知識產權和生產品管兩方面協助材料廠家降低生產成本。國際上四大電芯廠家(SONY,Panasonic,SamsungSDI和LG)自身就擁有很多電極材料方面的專利和技術,并且在正極材料方面都有相當比例的in-house產能,因而能夠指導材料廠家根據它們的需求進行針對性生產,這也是這四家大廠相對于全球其它電芯廠家技術大幅領先的一個重要體現。
 
當前,韓國鋰電企業無疑在提升品質和降低成本這兩方面取得了較好的平衡,也就是在性價比上獲得針對日本的優勢,這也正是韓國鋰電產業在過去數年迅速崛起的根本原因。具體我們可以以LG為例來進行分析,單就產能而言LG目前僅次于日本松下屈居第二位,但是LG在全球20大汽車品牌中與其中13家展開合作,遠超全球任何一家鋰電企業。
 
LG化學成功的秘密是什么?LG化學動力電池事業部首席執行官PrabhakarPatil在2015年接受媒體采訪時的談話,或許給出了一些信息。Patil指出:“LG化學是唯一以化學品和材料為基礎的電池公司,經過數十年的深入研究、建立配料和發展化學品的經驗,讓每一個電池單元更穩定,利用核心專業知識讓電池技術漸進發展。
 
電池的關鍵因素是材料,電池企業獲得競爭力不僅是規模化和降低材料成本的問題,還包括對材料特性的改善,LG化學能夠做到同時兼顧,因此形成了規模經濟效應。LG化學正在將大部分精力聚焦于推動成本降低”。Patil認為LG在減少材料成本方面還可以做的更多,并通過更好的設計、定制、調整屬性等等,在降低成本的同時生產同樣優秀性能的電池。
 
2016年下半年,日產Nissan表示欲出售其持有的AESC電池公司全部(51%)股份。對于出售AESC的原因,日產CEO卡洛斯˙戈恩在2016年圣誕節前夕對外進行了解釋:“如果我們可以從外部供應商那里買到更便宜更好的電池,那么我們為什么還要自己生產電池呢?
 
自己生產電池簡直就是個愚蠢的方法,現在市場上已經有了很多大型電池制造商了,跟2008年那個時期相比,現在汽車廠商是否自己生產電池已經不具有決定性作用了”。日產Nissan的這個舉措,就是對當前動力電池成本控制理念的直接詮釋。
 
當一個產業將成本控制而不是技術進步放在第一位的時候,這說明這個產業已經渡過了成長期而進入了成熟期這個階段。在這個階段技術將日益發展成熟,資本、市場和規模將直接決定企業的發展命運。說的直白點,誰將這個產業“白菜化”,誰就能夠堅持到最后成為贏家。
 
成本控制的邊際效應
 
筆者前面已經論述過,動力電池成本大幅下降是電動汽車大規模普及的最核心因素之一。那么這里面就涉及到一個很關鍵的問題:鋰離子動力電池電芯成本跟品質控制的邊界在哪里?這個問題之所以非常重要,是因為動力電池最核心的技術指標就是安全性,電芯成本的降低絕不能以犧牲安全性為代價。
 
2016年九月份業界鬧騰得沸沸揚揚的SamsungGalaxyNote7大范圍電池起火爆炸事件,再次將鋰離子電池的安全性問題推到了風口浪尖。關于Note7發生起火爆炸的具體原因,Samsung一直沒有給出很明確的說法。
 
三星這種大型跨國企業,經受無數國家各種機構和自己的質檢標準,GalaxyNote7居然在發售之初就出現如此高頻率并且后果嚴重的質量事故,筆者個人認為技術之外的主要原因是電池成本砍得太過火,導致質檢等部門被迫為利潤妥協而放寬了質檢標準。
 
我們不必對Samsung幸災樂禍,在消費電子領域鋰離子電池已經成為價格為王的部件,由于競爭對手眾多而處于惡性競爭,廠家的盈利狀況大多不好。巨大的出貨量已經保證規模效應的情況下,鋰電池的成本壓力就已經逼得象SamsungSDI這樣的巨無霸企業都開始犯錯誤了。
 
那么,對人命關天的純電動汽車而言,純電動汽車電池成本下降過程中的電芯品質和安全問題如何保證?在這個成本為王的時代,電池召回和維護的成本如何計算?召回的有問題的電芯和電池包該如何處理?這些都是急需國內鋰電產業界認真思考的難題。
 
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