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刀片/石墨烯/無鈷電池接連迎來重大突破 動力鋰電池行業(yè)爆發(fā)了?

鉅大LARGE  |  點擊量:875次  |  2020年06月23日  

雖然遠在大洋彼岸的特斯拉“電池日”不斷跳票,架不住國內(nèi)的動力鋰電池產(chǎn)業(yè)重磅消息不斷,頻頻迎來重大突破。


(來源:公眾號“每日汽車觀察”ID:auto_car作者:宋雙輝)


先是比亞迪刀片電池橫空出世,緊接著廣汽宣布石墨烯電池取得了突破,再然后是一直低調(diào)的蜂巢能源,推出了可量產(chǎn)的無鈷電池,直接把續(xù)航干到880km。


動力鋰電池產(chǎn)業(yè)接連不斷曝出好消息,把新能源汽車都比下去了,這架勢和如今L3級自動駕駛量產(chǎn)車頻頻現(xiàn)身有得一拼。


當然熱鬧背后也伴隨著爭議,尤其是日韓電池大廠都沒啥動靜的時候,國內(nèi)公司卻頻繁亮劍,我們的技術(shù)發(fā)展真的如此領(lǐng)先了嗎?這到底是科研領(lǐng)域的突破,還是給資本市場找話題呢?


01


動力鋰電池產(chǎn)業(yè)確實到了變革期


最早動力鋰電池領(lǐng)域當仁不讓的王者就是磷酸鐵鋰離子電池,直到2012年國家對電池能量密度提出了明確指標,能量密度更高的三元鋰離子電池開始逆襲。


車企們?yōu)榱四玫礁哳~補貼都開始轉(zhuǎn)向三元鋰離子電池。到了2015年,一直堅守磷酸鐵鋰離子電池路線的比亞迪都妥協(xié)了,三元鋰開始了稱霸之路。


但是2019年,風(fēng)向又變了。國內(nèi)新能源汽車補貼大幅退坡,動力鋰電池行業(yè)白名單也取消了,路線的選擇發(fā)生了變化。


補貼退坡意味著車企成本新增,所以開始把目光挪到成本更低的磷酸鐵鋰離子電池上;白名單取消日韓電池公司開始進來搶食,國內(nèi)電池公司壓力山大,也必須尋求技術(shù)突破。


這一切,催生出了2020年上半年的這場動力鋰電池大比武。


02


磷酸鐵鋰又成了寶貝?


比亞迪舉起刀片電池的大旗,宣告磷酸鐵鋰離子電池的回歸。當年磷酸鐵鋰離子電池之所以被三元鋰離子電池比下去,無外乎能量密度太低,以及低溫性能差。但是它也有優(yōu)勢,成本低,穩(wěn)定性好。


比亞迪的刀片電池,就是改良后的磷酸鐵鋰離子電池,它的創(chuàng)新來自于材料結(jié)構(gòu)和制造工藝的改變。


簡單來說就是比亞迪把電芯做得更薄更長更扁平化,這樣體積能量密度就大幅提升了(從251Wh/L提升至332Wh/L),續(xù)航也就相應(yīng)提高,第一款搭載刀片電池的比亞迪漢EV綜合工況續(xù)航605公里,進入了600km也就意味著進入了目前電池續(xù)航能力第一梯隊。


三元鋰離子電池一直以來的擁躉特斯拉,如今也看上了磷酸鐵鋰離子電池,國產(chǎn)Model3的短續(xù)航版本就將搭載寧德時代供應(yīng)的磷酸鐵鋰離子電池。對特斯拉來說,這個版本的Model3續(xù)航?jīng)]必要干到600km+,最重要的是成本能更低就夠了。


只不過不管是比亞迪還是特斯拉/寧德時代,都有一個問題待解,就是磷酸鐵鋰離子電池的低溫性能差問題,他們都是如何解決的?還是北方地區(qū)就只能pass掉這個選項了?


03


石墨烯,真的能走出實驗室?


和比亞迪的刀片電池相比,廣汽新能源的石墨烯電池才是真正的業(yè)界重磅,畢竟三星、華為都在它身上栽過跟頭,它的產(chǎn)業(yè)化屬于全球未解之難題。


石墨烯是目前發(fā)現(xiàn)的最薄、強度最大、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能最強的一種新型納米材料,它的發(fā)明者因此拿了諾貝爾獎。這么牛的材料要是做成電池,就能解決電動汽車所有痛點了。


后來菲斯科、三星都高調(diào)宣布過要搞石墨烯電池的汽車和手機,后來都撲街了,連華為這種看上去很踏實的公司,也和石墨烯電池扯上過關(guān)系,結(jié)局都是相同的無疾而終。


最后專家都表態(tài)了,所謂的石墨烯電池技術(shù)幾乎是不存在的,它在理論上能提高充放電速率,但是對容(能)量提升沒有任何幫助,而且它作為納米材料,和鋰離子電池工業(yè)的技術(shù)體系也不兼容,這種技術(shù)只存在實驗室里,產(chǎn)業(yè)化基本無望。


目前比亞迪等電池公司重要把石墨烯作為導(dǎo)電添加劑用在電池中,不過廣汽新能源堅信石墨烯電池可以從實驗室走向市場。他們對外宣布,基于三維結(jié)構(gòu)石墨烯(3DG)材料的quot超級快充電池quot,將在今年底搭載在埃安車型上。


具體廣汽的石墨烯電池應(yīng)用了什么技術(shù),他們沒有對外說,只公布了一個很牛的數(shù)據(jù):8分鐘充電至85%,而且電池壽命和安全性也達到使用標準了。


為啥專家們都說不存在的石墨烯電池技術(shù),廣汽已經(jīng)可以年底投入量產(chǎn)車上使用了,我也無法解答,不過既然人家都說年底就能見到了,咱們就再等等看。


04


無鈷電池,蜂巢快了特斯拉一步?


據(jù)說特斯拉即將召開的“電池日”上要宣布的重磅信息就和無鈷電池技術(shù)有關(guān),只不過蜂巢能源搶在它之前公布了一種可行性方法——NMX無鈷電池。


無鈷電池指的并非本身就不含鈷的磷酸鐵鋰離子電池,而是去掉了鈷之后的三元鋰離子電池。為啥電池公司都追求無鈷化?因為鈷很稀有,總儲量少,價格高,開采過程還很不人道。


蜂巢研發(fā)的NMX無鈷電池,屬于鎳錳體系無鈷電池的一種,去掉了鈷之后提高鎳比例,再摻雜其他元素,改善熱穩(wěn)定性,再通過包覆物質(zhì)提升工作電壓,進而提升能量密度。


這種鎳錳體系無鈷電池許多公司都在做,包括寧德時代在內(nèi),差別是這其中的元素和比例,大家都要不斷試錯不斷調(diào)整,最終找到最佳方法。目前來看,蜂巢搶先了一步,至少它最早宣布了這項技術(shù)可以量產(chǎn)化。


根據(jù)蜂巢的介紹,他們除了在電芯核心技術(shù)上實現(xiàn)了突破,還在生產(chǎn)和PACK封裝工藝上進行了創(chuàng)新,比如采用疊片生產(chǎn)技術(shù)提高了內(nèi)部利用率和壽命,封裝方面采用了矩陣式成組結(jié)構(gòu),比刀片電池效率更高。


最終的成果L6薄片無鈷長電芯,壽命達到15年120萬公里,綜合續(xù)航880km,明年下半年能夠量產(chǎn)。


05


動力鋰電池產(chǎn)業(yè)真要變天了


可以確定的是,動力鋰電池的市場格局將發(fā)生變化,磷酸鐵鋰離子電池重回席位,即便坐不上C位,至少在續(xù)航短、價格低的中低端車型領(lǐng)域會重受青睞;而無鈷的三元鋰離子電池將在長續(xù)航的中高端車型上占據(jù)主力。


不管上面幾家推出的重磅技術(shù),是噱頭成分更大還是真有兩把刷子,反正人家量產(chǎn)時間表都公布了,咱們到時候直接看效果就行了。


反正對消費者來說,這是好事,電池的成本會更低、續(xù)航更長、安全性更高,徹底取代燃油車的時間表,也會越來越近了。


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