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特斯拉故弄玄虚宁德与蜂巢真有货起底动力电池无钴战场

放大字体  缩小字体 2020-05-25 22:35:14 来源:自媒体作者:奔驰GLC级

出品|搜狐轿车·黑客 作者|王磊 修改|周航 2020年,动力电池资料系统面对革新,强占商场数年之久的三元锂与磷酸铁锂两大系统

出品|搜狐轿车·黑客

作者|王磊

修改|周航

2020年,动力电池资料系统面对革新,强占商场数年之久的三元锂与磷酸铁锂两大系统遭到史无前例的应战。四元锂,无钴电池,甚至是固态电池等新的资料系统研制不断获得打破,新的技能初步走向落地,动力电池工业“后浪”汹涌。

在这一轮革新中,咱们判别最有或许首先落地,现阶段最具革命性的技能,便是无钴电池。这种电池将不再以钴作为层状高镍正极资料的安稳剂,而是改换思路以阳离子掺杂技能处理镍锂混排问题,将本来三元正极资料系统中最贵重的钴直接扫除在系统之外。

这在某种程度上预示着仅在动力电池正极资料系统中,电池的本钱就能降下30%之多。而本钱下降,意味着工业中有更多赢利可以分配,然后带动电池厂、整车厂进行新技能的导入,因而无钴电池也被当下工业视作动力电池加快上车的推进型技能。

新技能的呈现点着了新的烽火。2020年头,特斯拉被曝光发动自产电池项目“Roadrunner”,而且行将量产的电池产品很或许是采用了干电极技能的无钴或低钴电池;2020年5月,宁德年代2019年成绩阐明会上,董事长曾毓群表明,宁德年代已有无钴电池技能储备,现在正在处理供应链问题;紧接着,国内动力电池“新势力”蜂巢动力抛出了成型的无钴电池产品,并宣告会在2021年中量产……工业开释的信号现已越来越清晰,无钴电池新战事剑拔弩张。

[·无钴电池掀动技能革新·]

什么是无钴电池?广义上来讲,不包含钴资料的电池系统都可以被称为“无钴”电池。本年年头,特斯拉被传将在国产车型上运用“无钴”电池,后被证实为磷酸铁锂电池,便是蹭了广义“无钴”的概念。

真实含义上,作为新技能,具有驱动工业革新特点的,现在只要依据三元锂电池系统(本文只评论NCM系统)优化的无钴电池。

从本质上来看,无钴电池革新的是三元锂电池中的正极资料,经过将本来依照必定份额散布在正极资猜中的镍、钴、锰从头进行分配,去除其间的钴元素,将本来的镍钴锰酸锂(Li-Ni-Co-Mn-O)正极,转变为镍锰酸锂(Li-Ni-Mn-O)正极。

一般来说,现在处理这一问题的思路,是从正极与正极包覆物两方面着手,提高无钴正极安稳性的一起,对其进行物理上的维护,然后提高资料的理化特点。

以蜂巢动力为例,该公司在处理这一问题上首要用到了三种办法。

首先是阳离子掺杂技能,该技能的中心是引进与钴本家的两种化学键能更强的元素(含量不高于7%),完成对钴元素的彻底代替。掺杂物更强的化学键能可以安稳氧八面体的结构,削减镍锂混排现象;一起,由于掺杂效应,资猜中自由电荷添加,这一技能使得无钴电池的作业电压得以上升至4.3V-4.5V,能量密度比照磷酸铁锂电池也提高了40%左右,电池的输出功率也得到了明显的提高。

其次是单晶正极技能,经过在出产的悉数过程中提高电池正极资料纯度,严控杂质,完成了无杂质单晶正极的制备。差异于一般动力电池的多晶电池资料,单晶正极资料具有更好的颗粒强度与安稳结构,蜂巢动力可以完成的单晶正极耐压力强度是多晶资料的10倍。

特斯拉的电池研讨团队曾对单晶正极资料进行过形象的解说,该团队指出,多晶正极资料可以理解为一堆集合在一起的易碎品,由于正极充放电而发作“热胀冷缩”(实践上不是,仅仅相似的比方),彼此揉捏而破碎。而单晶正极资料尽管在锂化与脱锂时也会发作体积的改动,但这种改动却是同向的,体积的改动不会让“易碎品”们彼此揉捏,在经过屡次充放电循环之后,这些资料还挨近无缺。

最终则是纳米网络化包覆技能,经过这种轻浮却坚韧的资料,能保证电池正极资料与电解液充沛触摸的一起削减发作副反应的或许性。

结合上述三种办法,蜂巢动力探究出了无钴电池在技能路途上的或许性,依据现在两款试制产品测验得出的数据,其无钴电池较现在的干流三元锂电池能量密度均匀提高30%,循环次数远远超出,但资料本钱却下降了10%-15%。

事实上,除蜂巢动力之外,现在已知在这一范畴进行探究的还包含了宁德年代与特斯拉,一家是全球范围内最具影响力的动力电池企业,另一家则是全球范围内最具影响力的电动轿车企业。巨子的进场,意味着一场影响工业的技能革新浪潮正在到来。

[·特斯拉故弄玄虚 宁德年代与蜂巢动力真有货·]

随同这场浪潮而来的,自然是有鸡毛有干货。

国内动力电池工业最早宣告无钴电池“声响”的,仍是蜂巢动力。2019年7月,蜂巢动力在长城保定哈弗(参数|图片)技能中心发布了无钴电池,声称经过向电极中掺杂了无未成对的电子自旋元素,可以代替钴元素在电池正极中的效果。

但这一音讯明显并未遭到工业重视,同一时期,因新动力补助新政发布,国内新动力工业遭受滑铁卢,漫山遍野的新动力唱衰论盖过了技能革新的声响。

直到本年年头,路透社报导指出,特斯拉将在我国出产的轿车中运用宁德年代的无钴电池,这样一条新闻将无钴电池这一技能概念从头带回到大众的视界之中。但报导中,路透社清晰指出,特斯拉与宁德年代协作的电池为磷酸铁锂电池,知情人士还泄漏,两边在磷酸铁锂电池的CTP电池包上进行了进一步的评论。

音讯发布后,2月19日,国内磷酸铁锂相关概念股全线飘红,比亚迪股价上涨4.1%,国轩高科上涨2.93%;2月20日,比亚迪股价上涨10%,国轩高科上涨3.58%。石大胜华、合纵科技等磷酸铁锂电池资料公司也呈现涨停。

但随后工作发作反转,特斯拉上海超级工厂官方账号在抖音回应道:“无钴,不代表必定是磷酸铁锂。”这样的声响好像又将特斯拉口中的“无钴电池”导向了三元锂方向的“无钴”电池。

再然后,跟着工信部发布特斯拉轿车相关的引荐目录,目录中的磷酸铁锂电池给出了答案。

这样一场闹剧中,特斯拉重复横跳,一手故弄玄虚玩得极端精华,与宁德年代的协作与新技能的炒作撩拨了美股商场,特斯拉在这一段时间的股价一路飙升,迫临1000美元/股,市值直逼轿车工业老迈丰田。

但炒作往后,特斯拉的“无钴”电池像是打在了投资者和宣扬特斯拉技能的吃瓜大众的脸上,特斯拉的“无钴”风云也化作了一地鸡毛。

当然咱们也不认为特斯拉彻底不具有无钴电池的技能储备。特斯拉的电池研制团队中,三元锂电池前驱杰夫·戴恩在无钴电池范畴早有研讨,其团队介绍页面上,清晰写着正在进行镍锰酸锂正极资料的研制,咱们很或许会在未来特斯拉自产的动力电池产品矩阵中见到真实的无钴电池,但这也都是后话。

工业界仍是有玩家拿出了干货的,5月11日,宁德年代2019成绩阐明会上,该公司董事长曾毓群清晰表明:“公司有自己的“无钴”电池技能储备,现在研制发展顺畅,正在想办法搞好供应链,由于是一个全新的、颠覆性的产品。”尽管还未拿出实践产品,但以宁德年代所遵循的工程师文明,应该不至于在新技能上炒作概念。

一周之后,蜂巢动力更是直接对外发布了两款无钴动力电池产品,并声称会在2021年中与2021年下半年别离进行量产,其间一款可以适配现在绝大多数新动力车企的车型;另一款则是在与整车厂进行协作研制,搭载其电池的车型归纳续航能到达880公里。

宁德年代与蜂巢动力的先后发声,让无钴电池工业化真实有了可以预期的时间表。

[·新一轮技能革新:工业洗牌的初步·]

咱们不认为无钴电池是未来仅有的动力电池技能路途,相反,无钴电池的问世很有必定的概率会带动工业走向新一轮的技能革新。

事实上,这样的改动正在发作,无钴电池不是本年上半年动力电池工业仅有的热门论题。

在特斯拉“无钴”电池绯闻传出的同期,通用轿车在“EV week”活动上,与协作伙伴LG化学一起推出了依据四元锂电池打造的产品Ultium。经过在原先NCM三元正极资猜中混入微量的铝元素,LG化学与通用推出的四元锂电池兼具了高能量密度与高安稳性的特质。而且,这款产品的含义还不限于当下,在未来更高镍含量,愈加生动的动力电池产品中,四元正极资料将会发挥更大的效果。

在LG化学与通用这边四元锂电池论题炽热的时分,三星SDI则是宣告了自身在固态电池范畴获得打破性发展,三星SDI研讨院发现银碳复合负极资料可以使得锂离子在固态电池负极均匀堆积,防止锂枝晶成长。这一技能打破了固态电池电解质被锂枝晶穿刺导致电池短路的难点,协助三星在量产固态电池的路途上前进了一大步。

在此之后,比亚迪的刀片电池与广汽新动力的石墨烯电池也掀起了一阵评论的风云。

比照从前同期,本年的动力电池工业现已算是热门论题傍身,如此多的新技能扎堆冒头,阐明动力电池工业已确认进入了新一轮的技能革新。

而在技能革新之后,便是工业格式的洗牌。细心回忆过往,每一轮动力电池技能的革新都是工业洗牌的初步,把握了最新的中心技能,才能在商场中把握肯定的话语权。磷酸铁锂年代,比亚迪一跃成为国内最大的动力电池供货商(参数|图片),三元(参数|图片)锂年代,宁德年代逾越比亚迪,并逐步摆开距离,这是技能导致的王朝(参数|图片)迭代。

现在在这一轮技能革新中,无钴电池、四元锂电池、固态电池、刀片电池、石墨烯电池都将成为动力电池工业玩家抢夺的关键,谁可以抢到最中心的,谁就能鄙人一轮工业洗牌中锋芒毕露。

值得一提的是,这儿的工业革新,所指的还不仅仅是动力电池企业,从上游的矿藏公司,到中游的资料出产商,再到下流的整车企业,都将置身于这场工业洗牌之中。

[·写在最终·]

说实话,咱们其实不必将三元锂电池、磷酸铁锂电池、无钴电池甚至未来更多品类,功能更好的动力电池进行“有你没我”的比较。从商场层面来讲,这是不成立的,即使是数十年前的镍氢动力电池,现在也仍然有商场留存量。理性来看,上述说到的一切电池品类,在未来很长一段时间里,都将在各个细分商场持续存在,人人有饭吃。

但从工业转型晋级的视点来看,不同的电池品类确有好坏之分,寻求功能更强、安全性更好的电池,是这个工业存在的含义。无论是无钴电池、四元锂电池亦或是未来的固态电池、锂空电池,这些产品与技能必然会将新动力工业带上新的顶峰,也是由于有这些美好前景的存在,咱们才肯信任当下看起来竞争力单薄的新动力轿车产品,信任这个工业光亮的未来。