動力電池開發價格、安全性及使用壽命是關鍵

可充電電池在很大程度上影響電動汽車的環境性能和車輛成本。車載充電電池不僅需要滿足決定車輛續航里程的能量容量、瞬時大電流的輸入和輸出、防止異常發熱和火災等安全要求，還需要滿足成本要求，才能使電動汽車為普通消費者所接受。因此，各家企業都在進行激烈的發展競爭。未來，車載鋰離子充電電池的發展將集中在以下三個方面：（1）降低單位能源容量成本；（2） 確保安全；

（3） 抑制充電和放電引起的劣化。特別是，抑制充電和放電引起的劣化的第三項與用戶使用電動汽車的感覺以及包括維護成本在內的總成本有關，因此是不可忽視的重要因素。

企業對陰極材料有不同的選擇。

電池的性能和成本取決于材料、結構和控制，其中最重要的是材料的選擇。每個電池制造商必須從各種候選材料中做出最佳選擇。已經量產或計劃在未來1-2年內量產的鋰離子充電電池正極材料，根據與鋰結合的材料分為三元、錳、NCA和磷酸鐵。鋰鈷氧化物（LiCoO2）通常用作傳統鋰電池的正極材料。然而，使用鋰鈷氧化物的陰極在充電時晶體結構不夠穩定，并且在車輛電池的使用中存在安全問題。因此，在開發車載鋰電池時，技術人員嘗試并開發了可以取代鈷酸鋰的新材料。

三元材料用鎳和錳代替鈷酸鋰的部分鈷，并通過使用鈷、鎳和錳三種組分來提高材料的穩定性。使用三元[Li（Ni-Mn-Co）O2]材料的電池制造商包括三洋電機，該公司宣布向鈴木的增程電動汽車供應鋰電池，以及GS湯前和本田的合資企業Blue Energy Japan，該公司為本田開發的PHEV供應電池。

NCA材料的NCA是鎳、鈷和鋁的前綴縮寫。在NCA材料中，在三元材料中使用鋁代替錳。豐田和松下的合資企業Primearth EV Energy采用了NCA材料[Li（Ni Co Al）O2]，其鋰電池已安裝在普銳斯插電式混合動力車上。一般來說，NCA鋰電池具有優異的能量密度，但在安全性方面仍有問題需要解決。為了提高鋰離子充電電池的安全性，Primearth EV能源公司通過在負極上涂覆陶瓷層來提高耐熱性，從而提高了安全性能。

使用錳酸鋰（LiMn2O4）作為錳材料。這種材料已被日本、韓國和美國的電池制造商廣泛使用，是目前汽車電池的主流。主要制造商包括為日產聆風（中國名：聆風）供應電池的汽車能源供應公司、為三菱iMiEV供應電池的鋰能公司、為通用伏特供應電池的LG化學公司，以及為戴姆勒、寶馬和北汽供應電池的江森自控公司。與三元材料和NCA材料相比，錳材料理論上具有較低的能量容量密度，但鋰原子、錳原子和氧原子可以形成固體晶體結構，因此具有優異的熱穩定性和高安全性。此外，與鈷和鎳相比，錳具有更便宜的原材料和更大的成本優勢。原材料的價格從高到低依次是鈷、鎳和錳。如果鈷的價格被視為10，那么鎳的價格是5，而錳的價格不到1。

磷酸鐵（LiFePO4）是中國最常用的陰極材料。由于磷（P）和氧（O）緊密結合，即使電池內部有熱量，這種材料的晶體結構也不容易被破壞，因此安全性很高。過去，磷酸鐵材料由于其低電導率而難以提高其輸出功率，但通過在陰極材料上涂覆微細碳來改善其特性，極大地促進了實際工藝。除了安全之外，這種材料的另一個優點在于材料成本。鐵的原材料價格比錳便宜，據估計只有錳的一小部分。但也有技術人員指出，這種材料的制造工藝成本較高，難以發揮材料本身的成本優勢。由于需要創造一個防止鐵氧化的制造環境，而陰極材料碳涂層工藝的質量管理也需要人力和物力，因此包括制造費用在內的總成本可能并不便宜。

成本目標是降低到20000日元/kWh，相當于cons的鋰電池……

er產品。

目前，日本制造商生產的汽車鋰電池成本約為10萬至12萬日元/千瓦時，是中國制造商的一半。當電池成本為10萬日元/千瓦時來計算電動汽車的電池成本時，配備16千瓦時電池的通用Volt為160萬日元，配備24千瓦時的日產LEAF為240萬日元。僅電池的成本就相當于一輛汽車的價格。也就是說，目前電動汽車和REV（改裝電動汽車）的價格將是同級別汽油車的兩倍。為了促進電動汽車的普及，必須降低電池的成本。

車載鋰電池的成本目標是降低到消費品鋰電池的水平。用于消費品的鋰電池的成本約為20000日元/千瓦時。如果以20000日元/kWh計算，Volt的電池成本為32萬日元，LEAF為48萬日元。電池成本可分別減少128萬日元和192萬日元。如果降低的電池成本反映在汽車價格中，Volt的價格可以降低到200萬日元，LEAF的價格可以降至185萬日元。如果能夠將成本降低到這個水平，電動汽車就能達到普通消費者能夠負擔得起的價格。

2萬日元/千瓦時的成本也與日本和中國車載鋰電池發展藍圖中提出的目標值一致。在NEDO編制的車載充電電池開發藍圖中，成本目標是在2015年降至30000日元/千瓦時，在2020年降至20000日元/千瓦小時。在中國政府公布的電動汽車技術藍圖中，2015年中國電池成本的目標值為1500元/千瓦時（約18000日元）。

電池制造商的態度也支持實現汽車電池成本20000日元/kWh目標的可能性。2010年9月，與日產有合資企業的NEC的高管在接受路透社采訪時表示，該公司正在推動鋰離子充電電池的開發，目標是在2017年左右將其價格減半，性能比目前的產品翻一番。將價格減半，性能翻倍意味著每千瓦時的價格將降至當前價格的四分之一。假設目前的電池成本為10萬日元/千瓦時，2017年的成本將為2.5萬日元/兆瓦時。此外，LG化學公司高管在2011年2月舉行的國際會議上表示，該公司將大規模生產的車載鋰離子充電電池將耗資350-400美元/千瓦時（約合28000-32000日元）。LG化學提到的350~400美元/千瓦時的價格被認為是考慮到了該公司未來的成本降低。

降低電池單位容量價格的驅動力是高容量和提高生產效率。在高容量方面，消費品用鋰電池的能量密度接近250Wh/kg，而汽車用鋰電池僅為100Wh/kg左右。車載鋰電池的能量密度仍有提高的空間。降低電池單價的另一個驅動力是提高生產效率，這主要可以通過擴大規模以獲得量產效果、改進工藝和降低生產設備成本來實現。汽車能源供應公司表示，將于2011年開始大規模生產5萬輛電動汽車的電池組，并在2013年左右將產量提高到50萬輛。

不可忽視的電池性能惡化問題

車載鋰電池中不可忽視的因素是電池的老化問題。從買新車到報廢，這輛車必須使用至少10年。如果在此期間電池明顯退化，用戶被迫更換電池，將損害用戶的電動汽車體驗，增加用戶的經濟負擔。

可充電電池是通過電化學反應進行充電和放電的，因此重復使用導致的劣化是不可避免的。目前，電動汽車用戶必須提前意識到，電動汽車使用5年后，由于電池老化，電池容量可能會減少20~30%。以一輛裝有25kWh電池的電動汽車為例，它可以行駛150公里，電池容量的減少可能會導致行駛距離縮短30~50公里。也許用戶想更換性能惡化的電池。在這種情況下，即使電池的單價是20000日元/kWh，更換電池的成本也需要50萬日元。假設花費50萬日元……

o每五年更換一次電池，每年的費用為10萬日元，用戶需要提前考慮電動汽車的維護費用。

如上所述，電池壽命與用戶的電動汽車擁有成本直接相關，因此它將成為車載充電電池發展的關鍵因素。未來，為了廣泛普及電動汽車和PEHV，除了設備成本外，還需要從降低用戶車輛擁有成本的角度來評估車載鋰電池的成本。鈦酸鋰電池作為一種具有較強抗降解性能的車載鋰電池，備受關注。石墨通常被用作鋰電池的負極，但鈦酸鋰可以提高耐久性。東芝的實驗結果表明，與使用石墨的傳統鋰電池相比，使用鈦酸鋰作為陰極的鋰電池的壽命可以延長到6倍。這樣，在車輛使用壽命期間就不需要因為電池的劣化而更換電池，也不會導致用戶的車輛擁有成本上升。東芝目前正在大規模生產使用鈦酸鋰的汽車用鋰離子電池。除了三菱汽車，本田也在考慮將這種電池用于該公司開發的飛度電動汽車。

目前，車載鋰離子充電電池技術仍處于發展階段，企業正在激烈競爭進一步的技術進步。未來，企業不僅要優化能源容量、成本和安全性等權衡因素，還要從性能惡化的影響和包括維護費在內的用戶擁有成本的角度來評估電池的綜合性能。

（編輯/張翠翠）充電電池在很大程度上影響電動汽車的環保性能和車輛成本。車載充電電池不僅需要滿足決定車輛續航里程的能量容量、瞬時大電流的輸入和輸出、防止異常發熱和火災等安全要求，還需要滿足成本要求，才能使電動汽車為普通消費者所接受。因此，各家企業都在進行激烈的發展競爭。未來，車載鋰離子充電電池的發展將集中在以下三個方面：（1）降低單位能源容量成本；（2） 確保安全；

（3） 抑制充電和放電引起的劣化。特別是，抑制充電和放電引起的劣化的第三項與用戶使用電動汽車的感覺以及包括維護成本在內的總成本有關，因此是不可忽視的重要因素。

企業對陰極材料有不同的選擇。

電池的性能和成本取決于材料、結構和控制，其中最重要的是材料的選擇。每個電池制造商必須從各種候選材料中做出最佳選擇。已經量產或計劃在未來1-2年內量產的鋰離子充電電池正極材料，根據與鋰結合的材料分為三元、錳、NCA和磷酸鐵。鋰鈷氧化物（LiCoO2）通常用作傳統鋰電池的正極材料。然而，使用鋰鈷氧化物的陰極在充電時晶體結構不夠穩定，并且在車輛電池的使用中存在安全問題。因此，在開發車載鋰電池時，技術人員嘗試并開發了可以取代鈷酸鋰的新材料。

三元材料用鎳和錳代替鈷酸鋰的部分鈷，并通過使用鈷、鎳和錳三種組分來提高材料的穩定性。使用三元[Li（Ni-Mn-Co）O2]材料的電池制造商包括三洋電機，該公司宣布向鈴木的增程電動汽車供應鋰電池，以及GS湯前和本田的合資企業Blue Energy Japan，該公司為本田開發的PHEV供應電池。

NCA材料的NCA是鎳、鈷和鋁的前綴縮寫。在NCA材料中，在三元材料中使用鋁代替錳。豐田和松下的合資企業Primearth EV Energy采用了NCA材料[Li（Ni Co Al）O2]，其鋰電池已安裝在普銳斯插電式混合動力車上。一般來說，NCA鋰電池具有優異的能量密度，但在安全性方面仍有問題需要解決。為了提高鋰離子充電電池的安全性，Primearth EV能源公司通過在負極上涂覆陶瓷層來提高耐熱性，從而提高了安全性能。

使用錳酸鋰（LiMn2O4）作為錳材料。這種材料已被日本、韓國和美國的電池制造商廣泛使用，是目前汽車電池的主流。主要制造商包括為日產聆風（中國名：聆風）供應電池的汽車能源供應公司、為三菱iMiEV供應電池的鋰能公司、為通用伏特供應電池的LG化學公司，以及為戴姆勒、寶馬和北汽供應電池的江森自控公司。與三元材料和NCA材料相比，錳材料理論上具有較低的能量容量密度，但鋰原子、錳原子和氧原子可以形成固體晶體結構，因此具有優異的熱穩定性和高安全性。此外，與鈷和鎳相比，錳具有更便宜的原材料和更大的成本優勢。原材料的價格從高到低依次是鈷、鎳和錳。如果鈷的價格被視為10，那么鎳的價格是5，而錳的價格不到1。

磷酸鐵（LiFePO4）是中國最常用的陰極材料。由于磷（P）和氧（O）緊密結合，即使電池內部有熱量，這種材料的晶體結構也不容易被破壞，因此安全性很高。過去，磷酸鐵材料由于其低電導率而難以提高其輸出功率，但通過在陰極材料上涂覆微細碳來改善其特性，極大地促進了實際工藝。除了安全之外，這種材料的另一個優點在于材料成本。鐵的原材料價格比錳便宜，據估計只有錳的一小部分。但也有技術人員指出，這種材料的制造工藝成本較高，難以發揮材料本身的成本優勢。由于需要創造一個防止鐵氧化的制造環境，而陰極材料碳涂層工藝的質量管理也需要人力和物力，因此包括制造費用在內的總成本可能并不便宜。

成本目標是降低到20000日元/kWh，相當于cons的鋰電池……

er產品。

目前，日本制造商生產的汽車鋰電池成本約為10萬至12萬日元/千瓦時，是中國制造商的一半。當電池成本為10萬日元/千瓦時來計算電動汽車的電池成本時，配備16千瓦時電池的通用Volt為160萬日元，配備24千瓦時的日產LEAF為240萬日元。僅電池的成本就相當于一輛汽車的價格。也就是說，目前電動汽車和REV（改裝電動汽車）的價格將是同級別汽油車的兩倍。為了促進電動汽車的普及，必須降低電池的成本。

車載鋰電池的成本目標是降低到消費品鋰電池的水平。用于消費品的鋰電池的成本約為20000日元/千瓦時。如果以20000日元/kWh計算，Volt的電池成本為32萬日元，LEAF為48萬日元。電池成本可分別減少128萬日元和192萬日元。如果降低的電池成本反映在汽車價格中，Volt的價格可以降低到200萬日元，LEAF的價格可以降至185萬日元。如果能夠將成本降低到這個水平，電動汽車就能達到普通消費者能夠負擔得起的價格。

2萬日元/千瓦時的成本也與日本和中國車載鋰電池發展藍圖中提出的目標值一致。在NEDO編制的車載充電電池開發藍圖中，成本目標是在2015年降至30000日元/千瓦時，在2020年降至20000日元/千瓦小時。在中國政府公布的電動汽車技術藍圖中，2015年中國電池成本的目標值為1500元/千瓦時（約18000日元）。

電池制造商的態度也支持實現汽車電池成本20000日元/kWh目標的可能性。2010年9月，與日產有合資企業的NEC的高管在接受路透社采訪時表示，該公司正在推動鋰離子充電電池的開發，目標是在2017年左右將其價格減半，性能比目前的產品翻一番。將價格減半，性能翻倍意味著每千瓦時的價格將降至當前價格的四分之一。假設目前的電池成本為10萬日元/千瓦時，2017年的成本將為2.5萬日元/兆瓦時。此外，LG化學公司高管在2011年2月舉行的國際會議上表示，該公司將大規模生產的車載鋰離子充電電池將耗資350-400美元/千瓦時（約合28000-32000日元）。LG化學提到的350~400美元/千瓦時的價格被認為是考慮到了該公司未來的成本降低。

降低電池單位容量價格的驅動力是高容量和提高生產效率。在高容量方面，消費品用鋰電池的能量密度接近250Wh/kg，而汽車用鋰電池僅為100Wh/kg左右。車載鋰電池的能量密度仍有提高的空間。降低電池單價的另一個驅動力是提高生產效率，這主要可以通過擴大規模以獲得量產效果、改進工藝和降低生產設備成本來實現。汽車能源供應公司表示，將于2011年開始大規模生產5萬輛電動汽車的電池組，并在2013年左右將產量提高到50萬輛。

不可忽視的電池性能惡化問題

車載鋰電池中不可忽視的因素是電池的老化問題。從買新車到報廢，這輛車必須使用至少10年。如果在此期間電池明顯退化，用戶被迫更換電池，將損害用戶的電動汽車體驗，增加用戶的經濟負擔。

可充電電池是通過電化學反應進行充電和放電的，因此重復使用導致的劣化是不可避免的。目前，電動汽車用戶必須提前意識到，電動汽車使用5年后，由于電池老化，電池容量可能會減少20~30%。以一輛裝有25kWh電池的電動汽車為例，它可以行駛150公里，電池容量的減少可能會導致行駛距離縮短30~50公里。也許用戶想更換性能惡化的電池。在這種情況下，即使電池的單價是20000日元/kWh，更換電池的成本也需要50萬日元。假設花費50萬日元……

o每五年更換一次電池，每年的費用為10萬日元，用戶需要提前考慮電動汽車的維護費用。

如上所述，電池壽命與用戶的電動汽車擁有成本直接相關，因此它將成為車載充電電池發展的關鍵因素。未來，為了廣泛普及電動汽車和PEHV，除了設備成本外，還需要從降低用戶車輛擁有成本的角度來評估車載鋰電池的成本。鈦酸鋰電池作為一種具有較強抗降解性能的車載鋰電池，備受關注。石墨通常被用作鋰電池的負極，但鈦酸鋰可以提高耐久性。東芝的實驗結果表明，與使用石墨的傳統鋰電池相比，使用鈦酸鋰作為陰極的鋰電池的壽命可以延長到6倍。這樣，在車輛使用壽命期間就不需要因為電池的劣化而更換電池，也不會導致用戶的車輛擁有成本上升。東芝目前正在大規模生產使用鈦酸鋰的汽車用鋰離子電池。除了三菱汽車，本田也在考慮將這種電池用于該公司開發的飛度電動汽車。

目前，車載鋰離子充電電池技術仍處于發展階段，企業正在激烈競爭進一步的技術進步。未來，企業不僅要優化能源容量、成本和安全性等權衡因素，還要從性能惡化的影響和包括維護費在內的用戶擁有成本的角度來評估電池的綜合性能。

（編輯/張翠翠）

標簽：本田日產三菱飛度寶馬

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