刀片/石墨烯/无钴电池接连迎来重大突破

发布日期:2020-06-09  来源:全国能源信息平台

核心提示:国内的动力电池产业重磅消息不断,频频迎来重大突破。对消费者来说,这是好事,电池的成本会更低、续航更长、安全性更高。虽然远
 国内的动力电池产业重磅消息不断,频频迎来重大突破。对消费者来说,这是好事,电池的成本会更低、续航更长、安全性更高。
 
虽然远在大洋彼岸的特斯拉“电池日”不断跳票,架不住国内的动力电池产业重磅消息不断,频频迎来重大突破。
 
先是比亚迪刀片电池横空出世,紧接着广汽宣布石墨烯电池取得了突破,再然后是一直低调的蜂巢能源,推出了可量产的无钴电池,直接把续航干到880km。动力电池产业接连不断曝出好消息,把新能源汽车都比下去了,这架势和如今L3级自动驾驶量产车频频现身有得一拼。当然热闹背后也伴随着争议,尤其是日韩电池大厂都没啥动静的时候,国内企业却频繁亮剑,我们的技术发展真的如此领先了吗?这到底是科研领域的突破,还是给资本市场找话题呢?
 
1动力电池产业确实到了变革期
 
最早动力电池领域当仁不让的王者就是磷酸铁锂电池,直到2012年国家对电池能量密度提出了明确指标,能量密度更高的三元锂电池开始逆袭。车企们为了拿到高额补贴都开始转向三元锂电池。到了2015年,一直坚守磷酸铁锂电池路线的比亚迪都妥协了,三元锂开始了称霸之路。
 
但是2019年,风向又变了。国内新能源汽车补贴大幅退坡,动力电池行业白名单也取消了,路线的选择发生了变化。补贴退坡意味着车企成本增加,所以开始把目光挪到成本更低的磷酸铁锂电池上;白名单取消日韩电池企业开始进来抢食,国内电池企业压力山大,也必须寻求技术突破。这一切,催生出了2020年上半年的这场动力电池大比武。
 
2磷酸铁锂又成了宝贝?
 
比亚迪举起刀片电池的大旗,宣告磷酸铁锂电池的回归。当年磷酸铁锂电池之所以被三元锂电池比下去,无外乎能量密度太低,以及低温性能差。但是它也有优势,成本低,稳定性好。
 
比亚迪的刀片电池,就是改良后的磷酸铁锂电池,它的创新来自于材料结构和制造工艺的改变。
 
简单来说就是比亚迪把电芯做得更薄更长更扁平化,这样体积能量密度就大幅提升了(从251Wh/L提升至332Wh/L),续航也就相应提高,第一款搭载刀片电池的比亚迪汉EV综合工况续航605公里,进入了600km也就意味着进入了目前电池续航能力第一梯队。三元锂电池一直以来的拥趸特斯拉,如今也看上了磷酸铁锂电池,国产Model 3的短续航版本就将搭载宁德时代提供的磷酸铁锂电池。对特斯拉来说,这个版本的Model 3续航没必要干到600km+,最重要的是成本能更低就够了。只不过不管是比亚迪还是特斯拉/宁德时代,都有一个问题待解,就是磷酸铁锂电池的低温性能差问题,他们都是如何解决的?还是北方地区就只能pass掉这个选项了?
 
3石墨烯,真的能走出实验室?
 
和比亚迪的刀片电池相比,广汽新能源的石墨烯电池才是真正的业界重磅,毕竟三星、华为都在它身上栽过跟头,它的产业化属于全球未解之难题。
 
石墨烯是目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料,它的发明者因此拿了诺贝尔奖。这么牛的材料要是做成电池,就能解决电动汽车所有痛点了。后来菲斯科、三星都高调宣布过要搞石墨烯电池的汽车和手机,后来都扑街了,连华为这种看上去很踏实的企业,也和石墨烯电池扯上过关系,结局都是一样的无疾而终。最后专家都表态了,所谓的石墨烯电池技术几乎是不存在的,它在理论上能提高充放电速率,但是对容(能)量提升没有任何帮助,而且它作为纳米材料,和锂离子电池工业的技术体系也不兼容,这种技术只存在实验室里,产业化基本无望。目前比亚迪等电池企业主要把石墨烯作为导电添加剂用在电池中,不过广汽新能源坚信石墨烯电池可以从实验室走向市场。他们对外宣布,基于三维结构石墨烯(3DG)材料的“超级快充电池”,将在今年底搭载在埃安车型上。
 
具体广汽的石墨烯电池应用了什么技术,他们没有对外说,只公布了一个很牛的数据:8分钟充电至85%,而且电池寿命和安全性也达到使用标准了。为啥专家们都说不存在的石墨烯电池技术,广汽已经可以年底投入量产车上使用了,我也无法解答,不过既然人家都说年底就能见到了,咱们就再等等看。
 
4无钴电池,蜂巢快了特斯拉一步?
 
据说特斯拉即将召开的“电池日”上要宣布的重磅信息就和无钴电池技术有关,只不过蜂巢能源抢在它之前发布了一种可行性方案——NMX无钴电池。
 
无钴电池指的并非本身就不含钴的磷酸铁锂电池,而是去掉了钴之后的三元锂电池。为啥电池企业都追求无钴化?因为钴很稀有,总储量少,价格高,开采过程还很不人道。蜂巢研发的NMX无钴电池,属于镍锰体系无钴电池的一种,去掉了钴之后提高镍比例,再掺杂其他元素,改善热稳定性,再通过包覆物质提升工作电压,进而提升能量密度。这种镍锰体系无钴电池许多企业都在做,包括宁德时代在内,区别是这其中的元素和比例,大家都要不断试错不断调整,最终找到最佳方案。目前来看,蜂巢抢先了一步,至少它最早宣布了这项技术可以量产化。根据蜂巢的介绍,他们除了在电芯核心技术上实现了突破,还在生产和PACK封装工艺上进行了创新,比如采用叠片生产技术提高了内部利用率和寿命,封装方面采用了矩阵式成组结构,比刀片电池效率更高。
 
最终的成果L6薄片无钴长电芯,寿命达到15年120万公里,综合续航880km,明年下半年能够量产。
 
5动力电池产业真要变天了
 
可以确定的是,动力电池的市场格局将发生变化,磷酸铁锂电池重回席位,即便坐不上C位,至少在续航短、价格低的中低端车型领域会重受青睐;而无钴的三元锂电池将在长续航的中高端车型上占据主力。不管上面几家推出的重磅技术,是噱头成分更大还是真有两把刷子,反正人家量产时间表都公布了,咱们到时候直接看效果就行了。
 
反正对消费者来说,这是好事,电池的成本会更低、续航更长、安全性更高,彻底取代燃油车的时间表,也会越来越近了。

 
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