Das Problem der „Alterung“ gibt es eigentlich überall. Jetzt ist auch die Batteriebranche an der Reihe.
„Die Garantie für eine große Anzahl von Batterien für Fahrzeuge mit neuer Energie läuft in den nächsten acht Jahren ab, und das Problem der Batterielebensdauer muss dringend gelöst werden.“ Li Bin, Vorsitzender und CEO von NIO, hat kürzlich mehrfach gewarnt, dass, wenn dieses Problem nicht richtig behandelt wird, in Zukunft enorme Kosten für die Lösung nachfolgender Probleme anfallen werden.
Für den Markt für Elektrobatterien ist dieses Jahr ein besonderes Jahr. 2016 wurde in China eine Garantie von acht Jahren bzw. 120.000 Kilometern für Batterien von Elektrofahrzeugen eingeführt. Heutzutage nähern sich die Batterien von Elektrofahrzeugen, die im ersten Jahr der Garantie gekauft wurden, dem Ende der Garantiezeit oder erreichen dieses. Daten zeigen, dass in den nächsten acht Jahren insgesamt mehr als 19 Millionen Elektrofahrzeuge schrittweise in den Batteriewechselzyklus eintreten werden.
Für Automobilhersteller, die ins Batteriegeschäft einsteigen möchten, ist dies ein Markt, den sie sich nicht entgehen lassen sollten.
Im Jahr 1995 rollte das erste mit alternativen Antrieben betriebene Fahrzeug meines Landes vom Band – ein rein elektrisch betriebener Bus namens „Yuanwang“. In den vergangenen 20 Jahren hat sich die Branche der mit alternativen Antrieben betriebenen Fahrzeuge meines Landes nur langsam entwickelt.
Da der Lärm zu gering ist und es sich hauptsächlich um Betriebsfahrzeuge handelt, konnten die Nutzer bisher nicht von den einheitlichen nationalen Garantiestandards für das „Herzstück“ von Elektrofahrzeugen – die Batterie – profitieren. Einige Provinzen, Städte oder Autohersteller haben ebenfalls Garantiestandards für Power-Batterien formuliert, von denen die meisten eine Garantie von 5 Jahren oder 100.000 Kilometern vorsehen, die jedoch nicht stark bindend ist.
Erst im Jahr 2015 überschritt der Jahresabsatz von Fahrzeugen mit alternativen Antrieben in meinem Land die 300.000er-Marke und entwickelte sich zu einer neuen Kraft, die nicht ignoriert werden kann. Darüber hinaus fördert der Staat die Entwicklung alternativer Energien durch Maßnahmen wie Subventionen für neue Energien und Befreiung von der Kaufsteuer. Auch Automobilhersteller und Gesellschaft arbeiten eng zusammen.
Im Jahr 2016 traten landesweit einheitliche Garantiestandards für Akkumulatoren in Kraft. Die Garantiezeit von acht Jahren bzw. 120.000 Kilometern ist deutlich länger als die drei Jahre bzw. 60.000 Kilometer für Motoren. Als Reaktion auf diese Richtlinie und mit Blick auf den Ausbau des Absatzes von Elektrofahrzeugen haben einige Automobilhersteller die Garantiezeit auf 240.000 Kilometer oder sogar eine lebenslange Garantie verlängert. Dies bedeutet, Verbrauchern, die Elektrofahrzeuge kaufen möchten, ein gewisses Maß an Sicherheit zu bieten.
Seitdem ist der Markt für erneuerbare Energien in meinem Land in eine Phase doppelt so schnellen Wachstums eingetreten, wobei die Verkaufszahlen im Jahr 2018 erstmals die Marke von einer Million Fahrzeugen überschritten. Im letzten Jahr lag die Gesamtzahl der mit erneuerbarer Energie betriebenen Fahrzeuge mit achtjähriger Garantie bei 19,5 Millionen, was einer 60-fachen Steigerung gegenüber vor sieben Jahren entspricht.
Dementsprechend wird zwischen 2025 und 2032 auch die Zahl der Fahrzeuge mit neuer Energie, deren Batteriegarantie abgelaufen ist, von anfangs 320.000 auf 7,33 Millionen steigen. Li Bin wies darauf hin, dass die Nutzer ab dem nächsten Jahr mit Problemen wie abgelaufenen Batteriegarantien, „Fahrzeugbatterien haben unterschiedliche Lebensdauern“ und hohen Batterieaustauschkosten konfrontiert sein werden.
Dieses Phänomen wird bei frühen Chargen von Elektrofahrzeugen deutlicher zutage treten. Damals waren Batterietechnologie, Herstellungsverfahren und Kundendienst noch nicht ausgereift genug, was zu einer mangelnden Produktstabilität führte. Um das Jahr 2017 herum tauchten immer wieder Nachrichten über Brände von Elektrobatterien auf. Das Thema Batteriesicherheit ist in der Branche zu einem heißen Thema geworden und hat auch das Vertrauen der Verbraucher in den Kauf von Elektrofahrzeugen beeinträchtigt.
Derzeit geht man in der Branche allgemein davon aus, dass die Lebensdauer einer Batterie im Allgemeinen etwa drei bis fünf Jahre beträgt und die Lebensdauer eines Autos in der Regel fünf Jahre übersteigt. Die Batterie ist die teuerste Komponente eines Fahrzeugs mit neuer Energie und macht im Allgemeinen etwa 30 % der Gesamtkosten des Fahrzeugs aus.
NIO bietet eine Reihe von Kosteninformationen zum Austausch von Akkus für einige Fahrzeuge mit alternativer Antriebstechnologie. Beispielsweise beträgt die Batteriekapazität eines reinen Elektromodells mit dem Codenamen „A“ 96,1 kWh, und die Kosten für den Batterieaustausch betragen bis zu 233.000 Yuan. Für zwei Modelle mit erweiterter Reichweite und einer Batteriekapazität von etwa 40 kWh betragen die Kosten für den Batterieaustausch mehr als 80.000 Yuan. Selbst für Hybridmodelle mit einer elektrischen Kapazität von nicht mehr als 30 kWh liegen die Kosten für den Batterieaustausch bei knapp 60.000 Yuan.
„Einige Modelle befreundeter Hersteller sind eine Million Kilometer gefahren, aber drei Batterien sind beschädigt“, sagte Li Bin. Die Kosten für den Austausch der drei Batterien übersteigen den Preis des Autos selbst.
Wenn man die Kosten für den Austausch einer Batterie auf 60.000 Yuan umrechnet, entsteht mit den 19,5 Millionen Elektrofahrzeugen, deren Batteriegarantie in acht Jahren abläuft, ein neuer Billionen-Dollar-Markt. Von den Upstream-Lithium-Bergbauunternehmen über die Midstream-Batteriehersteller bis hin zu den Midstream- und Downstream-Fahrzeugherstellern und After-Sales-Händlern werden alle davon profitieren.
Wenn die Unternehmen ein größeres Stück vom Kuchen abbekommen wollen, müssen sie darum konkurrieren, wer eine neue Batterie entwickeln kann, die die „Herzen“ der Verbraucher besser erobert.
In den nächsten acht Jahren werden fast 20 Millionen Fahrzeugbatterien in den Austauschzyklus gelangen. Batterieunternehmen und Automobilhersteller wollen dieses „Geschäft“ gleichermaßen nutzen.
Ähnlich wie bei der diversifizierten Entwicklung neuer Energien haben viele Unternehmen auch erklärt, dass die Batterietechnologie mehrzeilige Layouts wie Lithium-Eisenphosphat, ternäres Lithium, Lithium-Eisen-Manganphosphat, halbfeste und feste Batterien verwendet. Derzeit sind Lithium-Eisenphosphat- und ternäre Lithiumbatterien die Hauptprodukte und machen fast 99 % der Gesamtproduktion aus.
Derzeit darf die Batteriedämpfung gemäß nationalem Industriestandard während der Garantiezeit 20 % nicht überschreiten und schreibt vor, dass die Kapazitätsdämpfung nach 1.000 vollständigen Lade- und Entladezyklen 80 % nicht überschreiten darf.
Im praktischen Einsatz ist es jedoch aufgrund der Auswirkungen von niedrigen und hohen Lade- und Entladetemperaturen schwierig, diese Anforderung zu erfüllen. Daten zeigen, dass die meisten Akkus während der Garantiezeit nur noch zu 70 % funktionsfähig sind. Sinkt der Akkuzustand unter 70 %, sinkt die Leistung deutlich, das Benutzererlebnis wird stark beeinträchtigt und es treten Sicherheitsprobleme auf.
Laut Weilai hängt der Rückgang der Batterielebensdauer hauptsächlich mit den Nutzungsgewohnheiten und den Methoden der „Autolagerung“ der Autobesitzer zusammen, wobei die „Autolagerung“ 85 % ausmacht. Einige Praktiker wiesen darauf hin, dass viele neue Energienutzer heutzutage daran gewöhnt sind, Schnellladen zum Aufladen von Energie zu verwenden, aber die häufige Verwendung von Schnellladen beschleunigt die Alterung der Batterie und verkürzt die Batterielebensdauer.
Li Bin glaubt, dass 2024 ein sehr wichtiger Zeitpunkt ist. „Es ist notwendig, einen besseren Plan für die Akkulaufzeit für Benutzer, die gesamte Branche und sogar die gesamte Gesellschaft zu formulieren.“
Was die aktuelle Entwicklung der Batterietechnologie betrifft, ist das Design langlebiger Batterien marktgerechter. Die sogenannte langlebige Batterie, auch „Nicht-Dämpfungsbatterie“ genannt, basiert auf bestehenden Flüssigbatterien (hauptsächlich ternären Lithiumbatterien und Lithiumcarbonatbatterien) mit nanoprozesstechnischen Verbesserungen der positiven und negativen Elektrodenmaterialien, um die Degradation der Batterie zu verzögern. Das heißt, dem positiven Elektrodenmaterial wird ein „Lithium-Nachfüllmittel“ zugesetzt, und das negative Elektrodenmaterial wird mit Silizium dotiert.
Der Fachbegriff lautet „Siliziumdotierung und Lithiumnachschub“. Einige Analysten sagten, dass beim Laden neuer Energie, insbesondere bei häufigem Schnellladen, eine „Lithiumabsorption“ auftritt, d. h. Lithium geht verloren. Eine Lithiumergänzung kann die Batterielebensdauer verlängern, während eine Siliziumdotierung die Schnellladezeit der Batterie verkürzen kann.
Tatsächlich arbeiten relevante Unternehmen intensiv an der Verbesserung der Batterielebensdauer. Am 14. März veröffentlichte NIO seine Strategie für langlebige Batterien. Auf der Konferenz stellte NIO vor, dass das von ihm entwickelte 150-kWh-Batteriesystem mit ultrahoher Energiedichte bei gleichem Volumen eine Energiedichte von über 50 % aufweist. Im vergangenen Jahr wurde der Weilai ET7 für Praxistests mit einer 150-Grad-Batterie ausgestattet, und die CLTC-Batterielebensdauer überschritt 1.000 Kilometer.
Darüber hinaus hat NIO ein 100-kWh-Batteriesystem mit weichgepackten CTP-Zellen und Wärmediffusion sowie ein 75-kWh-Hybridbatteriesystem mit ternärem Eisen-Lithium-Ionen-Akku entwickelt. Die entwickelte große zylindrische Batteriezelle mit einem maximalen Innenwiderstand von 1,6 Milliohm verfügt über eine 5C-Ladefähigkeit und kann mit einer 5-minütigen Ladung bis zu 255 km weit fahren.
NIO erklärte, dass die Batterielebensdauer aufgrund des großen Batteriewechselzyklus auch nach 12 Jahren noch zu 80 % erhalten bleiben könne, was über dem Branchendurchschnitt von 70 % nach 8 Jahren liege. Nun arbeitet NIO mit CATL zusammen, um gemeinsam langlebige Batterien zu entwickeln. Ziel ist es, nach 15 Jahren einen Zustand von mindestens 85 % zu erreichen.
Zuvor hatte CATL im Jahr 2020 die Entwicklung einer „Zero-Attenuation-Batterie“ angekündigt, die innerhalb von 1.500 Zyklen eine Nulldämpfung erreichen kann. Laut mit der Angelegenheit vertrauten Personen wurde die Batterie in CATLs Energiespeicherprojekten eingesetzt, im Bereich der Personenkraftwagen mit neuer Energie gibt es jedoch noch keine Neuigkeiten.
Während dieser Zeit bauten CATL und Zhiji Automobile gemeinsam Leistungsbatterien unter Verwendung der „Silizium-dotierten Lithium-ergänzten“ Technologie und gaben an, dass sie über 200.000 Kilometer hinweg eine Nulldämpfung und „niemals eine Selbstentzündung“ erreichen können und die maximale Energiedichte des Batteriekerns 300 Wh/kg erreichen kann.
Die Popularisierung und Förderung langlebiger Batterien hat eine gewisse Bedeutung für Automobilunternehmen, Nutzer neuer Energien und sogar für die gesamte Branche.
Zunächst einmal erhöht sich für Automobilhersteller und Batteriehersteller die Verhandlungsposition im Kampf um den Batteriestandard. Wer als Erster langlebige Batterien entwickeln oder einsetzen kann, hat mehr Einfluss und kann als Erster mehr Märkte erobern. Besonders Unternehmen, die am Markt für Batterieersatz interessiert sind, sind besonders eifrig.
Wie wir alle wissen, gibt es in meinem Land noch keinen einheitlichen modularen Batteriestandard. Die Batteriewechseltechnologie ist derzeit das Vorzeigefeld für die Standardisierung von Power-Batterien. Xin Guobin, Vizeminister des Ministeriums für Industrie und Informationstechnologie, kündigte im Juni letzten Jahres an, ein Standardsystem für die Batteriewechseltechnologie zu entwickeln und die Vereinheitlichung von Batteriegröße, Batteriewechselschnittstelle, Kommunikationsprotokollen und anderen Standards voranzutreiben. Dies fördert nicht nur die Austauschbarkeit und Vielseitigkeit von Batterien, sondern trägt auch zur Senkung der Produktionskosten und zur Verbesserung der Produktionseffizienz bei.
Unternehmen, die im Batterieersatzmarkt Maßstäbe setzen wollen, verstärken ihre Anstrengungen. NIO beispielsweise hat auf Basis der Nutzung und Planung von Batterie-Big Data die Lebensdauer und den Wert von Batterien im bestehenden System verlängert. Dies schafft Spielraum für Preisanpassungen bei BaaS-Batteriemietdiensten. Im neuen BaaS-Batteriemietdienst wurde der Mietpreis für Standardbatteriepacks von 980 Yuan auf 728 Yuan pro Monat gesenkt, und für langlebige Batteriepacks wurde der Preis von 1.680 Yuan auf 1.128 Yuan pro Monat angepasst.
Manche Menschen sind der Ansicht, dass der Aufbau einer Kooperation beim Machtaustausch zwischen Gleichgestellten im Einklang mit den politischen Vorgaben steht.
NIO ist führend im Bereich Batteriewechsel. Im vergangenen Jahr hat Weilai den nationalen Batteriewechselstandard „Wähle eine aus vier“ eingeführt. NIO hat derzeit weltweit über 2.300 Batteriewechselstationen errichtet und betreibt diese. Changan, Geely, JAC, Chery und andere Automobilhersteller konnten sich seinem Batteriewechselnetzwerk anschließen. Berichten zufolge werden an NIOs Batteriewechselstationen durchschnittlich 70.000 Batterien pro Tag gewechselt, und bis März dieses Jahres wurden den Nutzern 40 Millionen Batterien zur Verfügung gestellt.
Die schnellstmögliche Einführung langlebiger Batterien kann NIOs Position im Batteriewechselmarkt stärken und seine Position als Standardgeber für Batteriewechsel stärken. Gleichzeitig wird die Beliebtheit langlebiger Batterien Marken dabei helfen, ihre Prämien zu erhöhen. Ein Insider sagte: „Langlebige Batterien werden derzeit hauptsächlich in High-End-Produkten eingesetzt.“
Wenn langlebige Batterien in Massenproduktion hergestellt und in Autos eingebaut werden, müssen Verbraucher während der Garantiezeit in der Regel nicht für den Batteriewechsel bezahlen, wodurch sie tatsächlich „die gleiche Lebensdauer von Auto und Batterie“ erzielen. Dies kann auch als indirekte Reduzierung der Batteriewechselkosten angesehen werden.
Obwohl in der Garantieerklärung für Elektrofahrzeuge betont wird, dass die Batterie während der Garantiezeit kostenlos ausgetauscht werden kann, erklärte eine mit der Angelegenheit vertraute Person, dass der kostenlose Batterieaustausch an Bedingungen geknüpft sei. „In der Praxis wird ein kostenloser Austausch selten angeboten und aus verschiedenen Gründen abgelehnt.“ Beispielsweise listet eine bestimmte Marke einen Bereich auf, der nicht von der Garantie abgedeckt ist. Einer davon ist „Fahrzeugnutzung“. Während des Vorgangs liegt die Entladungsmenge der Batterie 80 % über der Nennkapazität der Batterie.
Aus dieser Sicht sind langlebige Batterien heute ein vielversprechendes Geschäftsmodell. Doch wann sie sich in großem Maßstab durchsetzen werden, ist noch ungewiss. Zwar ist die Theorie der siliziumdotierten Lithium-Nachladetechnologie allgemein bekannt, doch vor der kommerziellen Anwendung bedarf es noch der Prozessverifizierung und On-Board-Tests. „Der Entwicklungszyklus einer Batterietechnologie der ersten Generation wird mindestens zwei Jahre dauern“, so ein Branchenkenner.
Veröffentlichungszeit: 13. April 2024