Virtual Capitalist網站發布信息圖分析電動汽車動力電池的成本

隨著電動汽車（EV）電池價格持續下跌，全球電動汽車的供應量和對其電池的需求量都在增加。

自2010以來，鋰離子電動汽車電池組的平均價格從1200美元/千瓦時降至132美元/千瓦時。每個電動汽車電池組內都有多個相互連接的模塊，由數十到數百個可充電鋰離子電池組成。總的來說，這些電池約占平均電池組總成本的77%，約為101美元/千瓦時。

電動汽車電池各部件占電池組總成本的百分比：

• 陰極51%

• 制造和折舊24%

• 陽極12%

• 分離器7%

• 電解液4%

• 其他材料3%

為什么陰極這么貴？

陰極是電池的正極。當電池放電時，電子和帶正電的分子（同名鋰離子）都從陽極流向陰極，陰極將兩者存儲起來，直到電池再次充電。這意味著陰極有效地決定了電池的性能、范圍和熱安全性，從而決定了電動汽車本身，使其成為最重要的部件之一。它們由各種金屬（精煉形式）組成，具體取決于電池化學，通常包括鋰和鎳。現代常用的陰極成分包括：

• 磷酸鐵鋰（LFP）

• 鋰鎳錳鈷（NMC）

• 鋰鎳鈷鋁氧化物（NCA）

構成陰極的電池金屬需求量很大，特斯拉等汽車制造商爭相確保供應。事實上，陰極中的金屬材料，以及電池其他部分的金屬材料，約占電池總成本的40%。

陰極以外的組件占電池成本的49%

電池制造過程包括生產電極、組裝和完成電池，占總成本的24%。陽極是電池的另一個重要組成部分，占總成本的12%，約占陰極的四分之一。鋰離子電池的陽極通常由天然或合成石墨制成，其價格往往低于其他金屬材料。

動力電池的結構組成

動力電池是由數個電池單體、CSC信息采集系統、電池管理控制單元（BMU）、電池高壓分配單元、冷卻系統等組成。

汽車動力電池單體

電池單體是構成蓄電池的最小單元，由正極、負極、有機電解液等組成。而電池模組是由數個電池單體并聯在一起，通過將數個電池組串聯在一起組成一個電池單元，再將由數個電池單元串聯在一起，就能構成動力電池的總成。而目前市面上的動力電池裝車量主要由三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池提供，所以下面我們來重點講解這兩種類型的動力電池。

動力電池類型——三元鋰電池

三元聚合物鋰電池，簡稱三元鋰電池，指正極材料使用鎳鈷錳酸鋰（Li(NiCoMn)O2）或者鎳鈷鋁酸鋰的三元正極材料的鋰電池，三元復合正極材料是以鎳鹽、鈷鹽、錳鹽為原料，里面鎳鈷錳的比例可以根據實際需要調整，三元材料做正極的電池相對于鈷酸鋰電池安全性高，三元鋰電池是一種集高 能量密度和高電壓為一體的儲能裝置，已廣泛應用于移動和無線電子設備、電動工具、混合動力和電動交通工具等領域。

三元鋰電池之所以受到眾多車企的青睞，主要是得益于三元鋰電池的能量密度較高，能量密度越大，就意味著動力電池的單位體積或重量內存儲的電量越多。

一般來說，電池的能量密度越高，純電動車的續航能力就越高，因此對于追求極力追求長續航里程的新能源車企來說，三元鋰電池的續航優勢非常有吸引力。同時，三元鋰電池在抗低溫性能上也有一定的優勢，在同樣的低溫條件下，相比其它類型的電池，三元鋰電池的冬季電量衰減更小，更適合寒冬的北方地區。

而三元鋰電池的缺點是穩定性較差，當溫度達到250-350℃時容易熱失控，在快速充電過程中存在較高的自燃風險，因此三元鋰電池對散熱性能的要求很苛刻，這對于BMS電池管理系統也有更高的技術要求。

動力電池類型—磷酸鐵鋰電池

磷酸鐵鋰電池，是一種使用磷酸鐵鋰（LiFePO4）作為正極材料，碳作為負極材料的鋰離子電池，單體額定電壓為3.2V，它的最大優勢是安全性高。目前磷酸鐵鋰電池的熱穩定性是最好的，熱失控溫度普遍在500度以上，電池自燃的風險很低。其次，磷酸鐵鋰電池的循環壽命也比較長，充放電循環次數大于3500次后才會開始衰減，相當于可以用10年之久。除此之外， 磷酸鐵鋰電池的價格也有很大優勢。

磷酸鐵鋰電池具有工作電壓高、能量密度大、循環壽命長、安全性能好、自放電率小、無記憶效應的優點。

不過，由于磷酸鐵鋰電池的能量密度不如三元鋰電池高，目前前者的能量密度平均為130-140Wh/kg，三元鋰電池平均為160Wh/kg，因此在續航方面很難與三元鋰電池相提并論，這也是為什么采用磷酸鐵鋰電池的純電動車少的原因。

動力電池類型—氫燃料電池

相比蓄電池，目前十分小眾的氫燃料電池是真正意義上“零排放”的清潔能源，它將氫氣和氧氣的化學能直接轉換成電能的發電裝置。基本原理就是電解水的逆反應，把氫和氧分別供給陰極和陽極，氫通過陰極向外擴散和電解質發生反應后，放出電子通過外部的負載到達陽極，只會產生水和熱。

可以說，氫燃料電池的優勢不僅僅體現在電池能量轉換效率高，而且無污染、無噪聲。而從長遠的角度來看，氫燃料電池必將是未來動力電池行業的一個重點發展方向。好比說，最近現代汽車就公布了一個“2025戰略”，除了要擴大純電動車銷量，氫燃料電動車也在其銷量規劃中。此外，像豐田、本田等知名車企也在積極推動氫燃料電池技術的發展。

但現階段而言，氫燃料電動車的許多問題仍然得不到有效解決，最主要的原因是氫氣儲存不便，同時目前的造價成本也過高。

動力電池未來發展趨勢是：能量密度越來越高，充電速度越來越快，安全性越來越強，成本越來越低。

剎車盤

軸承

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