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隨著《四驅(qū)小子》和《四驅(qū)兄弟》兩部動畫片熱播，四驅(qū)車一度火爆全球。提到四驅(qū)車，或許你能立刻想到“天皇巨星”“巨無霸”“蜘蛛王”“魔鬼司令”。

作為80、90后的童年記憶，四驅(qū)車唯一的缺點(diǎn)就是貴，其中電池花費(fèi)占絕大部分。

那時四驅(qū)車多用堿性干電池，馬力全開只能續(xù)航不到半小時，充電困難，用完就扔，后來逐漸升級到鎳氫、鎳鎘充電電池才算有了稍好的用戶體驗。

隨著電池技術(shù)進(jìn)步，小小的四驅(qū)車已用上了鋰電池，而鋰電池早已應(yīng)用在了更大尺寸的玩具——電動車上。隨著能源轉(zhuǎn)型和“雙碳”目標(biāo)提出，近年來電動車市場增長迅速，2021年中國新能源乘用車銷量達(dá)到331萬臺，同比增長118%，2022年3月份滲透率達(dá)到28.2%。

寧德時代董事長曾毓群先生在行業(yè)內(nèi)首次提出，未來5年間動力電池將進(jìn)入TWh（億千瓦時）時代，韓國SNE、彭博社等權(quán)威機(jī)構(gòu)預(yù)測，TWh時代將在2025年前來臨。

01

主流電池

目前市面上技術(shù)較成熟的動力電池主要分為兩類，即三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池。

三元鋰電池

三元鋰電池因其正極材料包含鎳、鈷、錳/鋁三種金屬元素得名，具體又分為鎳鈷錳（NCM）和鎳鈷鋁（NCA）兩種技術(shù)路線。鎳鈷錳技術(shù)以寧德時代等中國企業(yè)為主，鎳鈷鋁技術(shù)則以松下、LG 、三星SDI等日韓企業(yè)為主。

三元鋰電池具有低溫性能好、能量密度高、體積小等優(yōu)勢，在對續(xù)航里程要求高的中高級乘用電動車上廣泛搭載，在工程運(yùn)輸、物流配送等場景也有大量應(yīng)用。

磷酸鐵鋰電池

磷酸鐵鋰電池是一種使用磷酸鐵鋰作為正極材料，碳作為負(fù)極材料的鋰離子電池，國內(nèi)生產(chǎn)廠家眾多，以比亞迪、國軒高科、中創(chuàng)新航等上市企業(yè)為代表。

磷酸鐵鋰電池安全性高、使用壽命長、成本更低，在乘用車、公共交通、電動船舶、儲能等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。目前，磷酸鐵鋰電池裝車量已超過三元鋰電池。

目前動力電池在續(xù)航里程方面仍存在一些亟待解決的問題，磷酸鐵鋰電池能量密度上限較低，要增加續(xù)航里程勢必增大電池體積導(dǎo)致車輛變重；三元鋰電池?zé)岱€(wěn)定性較差，在高溫作用下會發(fā)生熱失控，存在安全隱患——于是國內(nèi)外企業(yè)紛紛發(fā)力布局氫燃料電池、鈉離子電池、釩系液流電池等領(lǐng)域。

02

未來電池

氫燃料電池

氫燃料電池被認(rèn)為是未來交通動力低碳化的一大發(fā)展方向，具有能量密度高、充能耗時短、回收無污染等優(yōu)勢，然而氫燃料電池的商業(yè)化應(yīng)用仍面臨諸多問題。

氫燃料電池在長距離、連續(xù)工作時間長、載重大等應(yīng)用場景的適用性較高，例如偏遠(yuǎn)地區(qū)的重型運(yùn)輸或超大型和超重型貨物運(yùn)輸，低溫、低氧等惡劣條件下的航空和無人機(jī)運(yùn)輸?shù)葓鼍啊?/p>鈉離子電池

自然界中鈉元素分布廣泛（是鋰資源的 440 倍），鈉離子電池的材料成本降幅可達(dá)30~40%，鈉離子電池可在-40℃-80℃的范圍內(nèi)正常工作，充電至80%的時間只需要10到15分鐘，因此在電池領(lǐng)域日益受到關(guān)注。

目前鈉離子電池仍處于實驗室階段，技術(shù)難度較大，以寧德時代為代表的電池企業(yè)紛紛轉(zhuǎn)頭研究鋰鈉離子電池系統(tǒng)，以拓展更為廣泛的應(yīng)用場景。

太陽能、風(fēng)能等一系列可再生能源發(fā)電很不穩(wěn)定，這種間歇式發(fā)電會給電網(wǎng)造成壓力，因此需要有大容量的儲能裝置將這種間歇式的電能存儲起來。

目前90%的電池儲能系統(tǒng)均采用鋰離子電池，但鋰電池成本較高，電池越大、充放電倍率越大電池組容量衰減越快，因此尚不能支持長時間儲能，液流電池和鐵基電池成為未來電化學(xué)儲能的重要方向。

全釩液流電池

液流電池將正負(fù)極電解液分開各自循環(huán)，具有容量高、安全性好、使用領(lǐng)域廣、循環(huán)使用壽命長等特點(diǎn)，可用于大規(guī)模長時儲能，其中全釩液流電池技術(shù)最為成熟，但受關(guān)鍵材料、電堆結(jié)構(gòu)、操作條件等因素影響，全釩液流電池尚處于產(chǎn)業(yè)化初期。

根據(jù)中國儲能網(wǎng)數(shù)據(jù)，全釩液流電池約占液流電池總市場需求的40%，其裝機(jī)規(guī)模約占電化學(xué)儲能裝機(jī)規(guī)模的4%。目前電池項目建設(shè)成本約3000元/kW.h，隨著全釩液流電池成本下降，市場應(yīng)用場景有望進(jìn)一步拓展。

鐵基電池

鐵是地球上最豐富的材料之一，這意味著鐵基電池比鋰離子電池和釩系液流電池更便宜。未來特斯拉所有固定能源存儲產(chǎn)品都將使用鐵基電池，美國Form Energy 公司甚至推出了可儲存電能長達(dá)100小時的鐵基電池，其電池最終成本降至20 美元/kW.h，低于未來幾十年對鋰離子電池的樂觀預(yù)測。

如果鐵基電池能夠以足夠低的成本被廣泛部署，即可幫助更多人使用可再生能源供電，屆時里程焦慮將不再成為購買電動車的制約因素，綠牌車將替代藍(lán)牌車成為主流的交通工具。

90年代，市面上有天皇巨星、燃燒太陽、三角箭、疾速眼鏡蛇等一系列四驅(qū)車供孩子選擇；如今，特斯拉、蔚來、小鵬、理想等電動汽車品牌不斷涌現(xiàn)，獲得了不少成年人的青睞。

從玩具車到電動汽車的飛躍背后，映射出了電池的技術(shù)革新。

在你看來，未來哪種電池能夠站上舞臺中央呢？

附：電池龍頭企業(yè)基礎(chǔ)信息匯總表

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原標(biāo)題：《從“魔鬼司令”到特斯拉，電池技術(shù)發(fā)生了哪些變化？丨SDGs》

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