鉅大LARGE | 點擊量:585次 | 2022年09月05日
LG打通電池供應鏈野心曝光!鋰硫電池即將掀起新一輪電池革命
作為純電動汽車三大核心部件之一的動力電池,從開始運用至今,一直充滿著技術線路的爭執,從鈦酸鋰電池,到磷酸鐵鋰電池、三元鋰電池,各有優劣,但不可否認的是每一種類型電池的出現,不僅是對技術的追求,更是背后產業鏈的博弈。在寧德時代、LG化學、國軒高科等電池制造大戶們兵戎相見時,另一條技術線路的電池正悄然跨步發展,或者可以這樣說,一旦商業化顛覆現有電池產業格局或許只是一夜間的事。
張久俊,加拿大皇家科學院院士、加拿大工程院院士、加拿大工程研究院院士,上海大學可持續能源研究院院長,國際電化學能源科學院創始人,2020年入選南京市專家,從事鋰硫電池的研究與運用開發。
純電動汽車的續航能力跟動力電池的能量密度相關,從目前新能源汽車推廣使用過程中發現,里程焦慮的情況依舊沒有得到根本改變。也正因此,無論是此前工信部《汽車產業中長期發展規劃》還是新能源汽車補貼中的硬性要求,都對動力電池的能量密度提出了相應要求。而現實是,商業化中能量密度最高的三元鋰電池,其能量密度在300Wh/kg,已經達到了極限,很難再有提升空間。
張久俊向記者表示,要想讓純電動汽車在常規路況下能有長續航能力,行業中普遍認為動力電池的能量密度得達到500Wh/kg,而這個數值理論上能實現1000公里。對于這個技術指標,目前鋰硫電池和鋰空電池在理論上可以達到,其中,鋰空電池能量密度更高,理論上能達到3000Wh/kg,但受制于技術水平限制,目前只能在200Wh/kg以下,此外,鋰空電池的循環壽命也不夠,目前還無法達到商業運用。
但鋰硫電池不一樣,技術相對成熟,國內目前能達到348Wh/kg,而驪電公司的試樣品,已達到500Wh/kg,遠超競爭對手。“后面我們還將對電芯的負極進一步研發,同時優化正極。”張久俊表示,事實上,鋰硫電池也有天然的劣性,這也是為什么其余研究機構遲遲沒有商業化的原因:首先是硫本身在充放電過程體積會膨脹數倍,進而導致容量衰減;其次,在充放電過程中,硫還會產生溶解,使用壽命大打折扣;另外,硫的導電性也很差。當然,這些問題,驪電新能源正優化解決方案,比如說用導電的高聚物材料把硫牢牢捆住等方式。他們所研發的鋰硫電池還有一個科技進步的地方,就是循環壽命很高,目前普通鋰硫電池的循環壽命在100-200次,他們能達到900次,已符合普通汽車的生命周期。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
此外,在鋰硫電池的安全性方面,張久俊坦言由于鋰枝晶的自然存在,目前業界尚未完全消除這一現象,但他們通過在電芯的正極上使用活躍性相對低的材料、降低電壓等方式,提升電池的安全性,“總體來說,安全性比三元鋰電池要高多了”。
“鋰硫電池從技術、成本等角度上講離汽車動力電池大規模商業化也只有一步之遙?!睆埦每”硎?,在鋰硫電池技術領域中,驪電新能源是離商業化市場最近的一個,預計未來將會成為千億級的企業。
換條道,或許是一片藍海
中國,新能源汽車的使用走在全球前沿,按照《新能源汽車產業發展規劃(2021-2035)》(以下簡稱《規劃》),到2025年,新能源汽車新車銷售量達到汽車新車銷售總量的20%左右。這一信號將層層傳導下去,無論是汽車主機廠還是配套商,都在依照《規劃》調整策略。
對于各地方產業而言,及時抓住政策導向,適時引入頭部研發機構、企業,優化產業結構變得尤為重要。在浦口區科技局的《2020年新能源汽車行業研究報告》看來,《規劃》發布之后,主流的動力電池企業對上游資源及材料有較強的主導力,與主機廠也有較為密切的關聯,是供給側的主導核心,從目前發展來看,未來將會向著高能量密度、低成本、快充等技術方向發展。
市場決定一切,要從根本上解決新能源汽車里程焦慮,唯有降低電耗和提升電池能量密度。而原有電池能量密度已達到極限,嘗試更換一條線路未嘗不可,更何況現有研發機構已做出成品來,即將跨入商業運用。
于電池建廠的速度比拼中,LG與寧德時代都不甘落后。
寧德時代在本月15日宣布對印度投資50億美元建立鋰電池廠。3天后,LG能源用98億美元與印尼達成電動汽車(EV)電池投資交易達成協議。
另外,LG能源同時還完成了對印尼整個電動汽車供應鏈的投資。這意味從原料采集到成品出貨,LG都擁有了。
當電池供應鏈閉環,LG在高鎳電池的研發之路上,腳步也更快了。
LG的宏偉目標
據印尼投資協調委員會主席BahlilLahadalia表示,印尼將配套礦山、冶煉廠、電池陰極和回收設施,為LG建立從上游到下游一體化的電池工廠。
另一邊的LG卻守口如瓶,不愿透露細節。很明顯,LG此舉幫助自己離當初的計劃更近一步。
在今年10月,LG宣布計劃從每年100-120GWh(2020年末)年產能擴大到260GWh,預計在2023年實現目標。
260GWh,足以為大約500萬輛純電動汽車供應動力電池。
目標宏大,落地也難。
為了完成目標,LG化學可從3個方向發力:
1.投資建廠
據了解,LG化學在歐洲為新動力電池工廠選址。而目前,LG化學在歐洲共有兩家電池工廠,均位于波蘭,投資15億歐元,計劃年產65GWh。
除了歐洲外,LG還將在南京投資近120億元人民幣,建設第二座生產基地。以及前文提到的對印尼98億美元的電池投資。
2.車企合作
在亞歐兩地建廠同時,LG化學還積極與車企進行談判,從而建立電池生產合資工廠。目前該公司已經建立了兩家合資公司,分別是中國的吉利汽車和美國的通用汽車。
合資工廠將分別建在各自所處屬的國家內,將提升相應車企的電池供應穩定性。
3.拆分求融資
LG化學對新能源電池業務上的持續投入導致公司財務負擔不斷增加,在度過不穩定的疫情后,LG化學將此事的進度加快。
10月底,LG化學召開特別股東大會,批準通過了分拆汽車電池業務、成立新公司LG能源。
新公司成立初期,LG化學將暫時擁有其100%的股份,但新公司的目標是進行首次公開募股(IPO),出售20%-30%的股份,以募得更多的資金。
毫無疑問,減負輸血的LG能源將有更多底氣發展新能源電池。
目標受阻
爐灶搭好,就差燃料,而燃料卻被鎳老板死死握住。
LG目前大量生產的高鎳電池正極材料中,鎳、鈷與錳的比例為8:1:1,這意味著若批量生產高鎳電池,必須有穩定巨量的鎳供應。
而鎳礦的產量卻緊緊掌握在印尼、菲律賓和俄羅斯的手中,僅這3個國家的鎳礦產量,就占據世界總產量的56%。
與其他國家不同的是,印尼實施嚴格的鎳礦出口政策。在去年,印尼曾兩次宣布提前實施停止未經加工的鎳礦出口政策,并規定必須有70%的鎳在印尼加工。此舉意圖讓印尼成為全球電動汽車生產和出口中心。
LG對印尼的投資布局,始于此時。
在禁令未生效前,LG化學就已與印尼達成協議,計劃投入23億美元建廠,生產電池及模組。此外,該工廠還將負責車載電池的回收再利用。
今年10月,LG化學和寧德時代共同投資200億美元,在印尼建設電池供應鏈;12月,LG能源與多家印尼企業商討合作,計劃投入91億美元開始電池合作項目。
不斷投資加碼下,LG贏得了鎳老板的歡心,掌握了更大的主動權。
宿敵之爭
當其他廠家紛紛落后,唯有寧德時代可與LG一戰時,兩者就成為了宿敵。
在2020年前,寧德時代是毫無異議的霸主。在2020年上半年,挑戰者出現了。
LG在一度落后寧德時代和松下的情況下,押中新能源汽車市場歐洲市場,一舉反超拿下24.6%的市場份額,而同期的寧德時代卻一度落后,最終在8月奪回第一寶座。
位置保住了,但心有余悸。
寧德時代整合資源,開始了與LG的競賽。最明顯的,體現在投資上。
據分析,寧德時代2020年累計公告合計不超過730億元產能建設,超過歷史的投資總和,將用于建設制造基地。
而在電池的研發上,二者也不相上下。
今年8月,LG化學宣布,其和通用汽車聯合研發超級鎳鈷錳鋁NCMA電池,有望明年實現量產。
據韓國ETNews報道,NCMA電池正極材料中鎳含量可以提高至90%,鈷含量可以降到5%以下。由此帶來的性能提升也十分明顯,單次充電可提供不低于600公里的續航,優于目前普遍的500公里續航電池。
另一邊,寧德時代也正在與智己汽車共同開發“摻硅補鋰電芯”技術,同時研發并量產搭載該技術的動力電池。
在性能上,寧德時代的動力電池遠超LG的超高鎳電池,可做到約1000公里的續航、20萬公里零衰減。不過好事多磨,因成本原因,這款動力電池將在5年后推出。
5年的時間差中,LG和寧德時代一個賭的是現在,一個堵的是未來。初嘗勝利的LG,已經把野心展示給眾人,未來誰勝,且看各家本領。電池中國