新能源汽车锂电池如何计算成本？

在政策和市场的推动下，2018年我国生产新能源汽车约122万辆，同比增长50%，动力电池总装机功率约56.98GWh，同比增长56%。作者预测，未来5到10年，新能源汽车仍将与内燃机驱动的汽车在市场上竞争。规划新能源汽车整车成本，优化动力电池成本，是未来车企和零部件供应商的核心任务之一。动力电池和电池目前新能源汽车多采用锂电池，其基本工作原理如图1所示:

图1锂电池工作原理正极活性材料主要有两种，一种是镍钴锰锂化合物(NCM)，另一种是磷酸亚铁锂(LFP)。负电极主要是石墨(95%)，加上一些添加剂。锂离子在放电过程中脱嵌，在充电过程中嵌入，产生放电或充电电流。通常，新能源汽车的车载锂电池多由电池、模块和电池组组成；电池单元是电池组的最小单元，模块由多个电池连接而成，电池组由多个模块加上电池管理控制模块、接线端子等组成。如果把车载锂电池组看作一个子系统，电池成本约占85%。因此，对电池成本进行精确计算，找出主要成本驱动点，进而进行技术优化，是优化电池组成本，规划新能源汽车整车成本的重要路径。锂电池电芯的分解本文只描述了部分分解步骤，并不全面。锂电池电芯的分解一定要在专业的实验室进行，这是操作安全的保障！首先，锂电池电芯长时间完全放电。笔者分解使用的锂电池电芯为方形电芯，电压3.65V，容量255Wh，毛重1.4 kg(见图2)。

图2锂电池电芯样品(NCM 111，255 255Wh，3.65V)然后在干燥实验室中低温操作，打开电芯外壳，分别测量正极膜和负极膜的厚度和外部尺寸，其中正极膜包含活性化合物(NCM)和铝基材，负极膜包含活性化合物(石墨)和铜基材，从而获得锂电池电芯成本计算的主要材料输入参数。

图3锂电池的阳极膜

图4锂电池负极薄膜

图5锂电池电芯在专业实验室进行分解测量，因此采用冠宇机电科技(上海)有限公司的参考成本计算模型计算出该锂电池电芯的材料成本及其分布(见图6)。

图6锂电池电芯材料成本明细及分布材料成本的主要驱动点有三元材料、电解液、铜膜等。优化材料成本就是从这些材料成本动因入手，比如三元材料(NCM)，其中C指的是昂贵的钴材料。如何降低钴材料的比例是优化材料成本的优先选项。从原来的NCM111到NCM523，甚至NCM811，都是提高镍含量，降低钴含量。当然，镍含量的增加也会影响电池的稳定性。所以，除此之外，铜膜和电解液也有优化的空间。锂电池电芯的制造工艺锂电池电芯的制造大概可以分为18道工序，就像做面条一样，如图7所示。

图7锂电池电芯的制造工艺顺序，其中搅拌、涂布、干燥、压实、卷绕、真空干燥和老化的过程是批处理过程，而切片、层压、电解液填充和包装的过程是节拍制造过程。可以使用冠宇机电科技(上海)有限公司的参考成本计算模型来计算这款锂电池电芯的制造成本及其分布情况(见图8)。

图8锂电池电芯详细制造成本及其分布从参考成本计算结果来看，制造成本的驱动点主要在节拍制造环节，如切片、堆叠、注液、封装等工艺步骤，需要从这些工序入手优化锂电池电芯的制造成本。

图9锂电池电芯参考成本汇总及其分布如何提高新能源汽车的未来发展和市场竞争力？其中一个重要的路径就是优化锂电池电芯的材料和制造成本。通过准确的锂电池电芯参考成本计算和成本驱动点分析，可以系统地找出技术降成本的思路甚至技术方案。如何做好新能源汽车的整体成本规划，开发出客户买得起、用得上的安全可靠的车型？核心任务之一就是做好锂电池电芯的技术成本优化！在政策和市场的推动下，2018年我国生产新能源汽车约122万辆，同比增长50%，动力电池总装机功率约56.98GWh，同比增长56%。作者预测，未来5到10年，新能源汽车仍将与内燃机驱动的汽车在市场上竞争。规划新能源汽车整车成本，优化动力电池成本，是未来车企和零部件供应商的核心任务之一。动力电池和电池目前新能源汽车多采用锂电池，其基本工作原理如图1所示:

图1锂电池工作原理正极活性材料主要有两种，一种是镍钴锰锂化合物(NCM)，另一种是磷酸亚铁锂(LFP)。负电极主要是石墨(95%)，加上一些添加剂。锂离子在放电过程中脱嵌，在充电过程中嵌入，产生放电或充电电流。通常，新能源汽车的车载锂电池多由电池、模块和电池组组成；电池单元是电池组的最小单元，模块由多个电池连接而成，电池组由多个模块加上电池管理控制模块、接线端子等组成。如果把车载锂电池组看作一个子系统，电池成本约占85%。因此，对电池成本进行精确计算，找出主要成本驱动点，进而进行技术优化，是优化电池组成本，规划新能源汽车整车成本的重要路径。锂电池电芯的分解本文只描述了部分分解步骤，并不全面。锂电池电芯的分解一定要在专业的实验室进行，这是操作安全的保障！首先，锂电池电芯长时间完全放电。笔者分解使用的锂电池电芯为方形电芯，电压3.65V，容量255Wh，毛重1.4 kg(见图2)。

图2锂电池电芯样品(NCM 111，255 255Wh，3.65V)然后在干燥实验室中低温操作，打开电芯外壳，分别测量正极膜和负极膜的厚度和外部尺寸，其中正极膜包含活性化合物(NCM)和铝基材，负极膜包含活性化合物(石墨)和铜基材，从而获得锂电池电芯成本计算的主要材料输入参数。

图3锂电池的阳极膜

图4锂电池负极薄膜

图5锂电池电芯在专业实验室进行分解测量，因此采用冠宇机电科技(上海)有限公司的参考成本计算模型计算出该锂电池电芯的材料成本及其分布(见图6)。

图6锂电池电芯材料成本明细及分布材料成本的主要驱动点有三元材料、电解液、铜膜等。优化材料成本就是从这些材料成本动因入手，比如三元材料(NCM)，其中C指的是昂贵的钴材料。如何降低钴材料的比例是优化材料成本的优先选项。从原来的NCM111到NCM523，甚至NCM811，都是提高镍含量，降低钴含量。当然，镍含量的增加也会影响电池的稳定性。所以，除此之外，铜膜和电解液也有优化的空间。锂电池电芯的制造工艺锂电池电芯的制造大概可以分为18道工序，就像做面条一样，如图7所示。

图7锂电池电芯的制造工艺顺序，其中搅拌、涂布、干燥、压实、卷绕、真空干燥和老化的过程是批处理过程，而切片、层压、电解液填充和包装的过程是节拍制造过程。可以使用冠宇机电科技(上海)有限公司的参考成本计算模型来计算这款锂电池电芯的制造成本及其分布情况(见图8)。

图8锂电池电芯详细制造成本及其分布从参考成本计算结果来看，制造成本的驱动点主要在节拍制造环节，如切片、堆叠、注液、封装等工艺步骤，需要从这些工序入手优化锂电池电芯的制造成本。

图9锂电池电芯参考成本汇总及其分布如何提高新能源汽车的未来发展和市场竞争力？其中一个重要的路径就是优化锂电池电芯的材料和制造成本。通过准确的锂电池电芯参考成本计算和成本驱动点分析，可以系统地找出技术降成本的思路甚至技术方案。如何做好新能源汽车的整体成本规划，开发出客户买得起、用得上的安全可靠的车型？核心任务之一就是做好锂电池电芯的技术成本优化！

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