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對3D打印鋰離子電池技術的可行性產生質疑

鉅大LARGE  |  點擊量:1061次  |  2018年11月20日  

相比歐美電池廠,日韓電池企業對中國本土電池企業對危險更大更急迫。

日前,總投資20億美元的LG化學動力電池項目在江寧濱江開發區動工建設,主要生產動力電池、儲能電池和小型電池,工廠規劃建設電極、電芯生產線23條,其中動力電池16條、儲能電池3條、小型電池4條。

該項目一期預計將于2019年四季度開始實現量產,2023年實現全面達產。項目達產后,年產能可達32GWh,將成為LG化學規模最大的動力電池工廠。

很顯然,LG化學在南京建設規模最大的動力電池工廠,其意圖是為了搶占日益增長的中國動力電池市場,而時間節點則是在2020年中國新能源汽車補貼完全退坡之后,與中國本土電池企業展開競爭,顯示出清晰的戰略規劃。

客觀來看,LG化學敢如此大手筆的在中國擴建電池工廠,底氣十足,這主要與其當前動力電池的市場需求日益增長有關。

當前,LG化學的動力電池產品已經供應現代汽車、沃爾沃、通用、克萊斯勒、雷諾,奧迪,大眾,戴姆勒等著名汽車制造產商。并且,補貼退坡和市場競爭加劇,眾多中國主機廠也有可能成為LG化學的客戶,進而進一步提升其市場份額。

在此需求支撐之下,LG化學在動力電池產能供應和價格談判方面更有優勢。

有消息稱,由于電動車電池需求旺盛,LG化學正試圖將其電池價格提高10%。一旦屬實,則意味著大眾、奧迪、保時捷和梅賽德斯奔馳均將受到電池價格上漲的影響。

反觀國內,在補貼退坡的壓力之下,主機廠都對動力電池企業提出了10%-20%對電池降價要求,在原材料持續漲價的同時,本土動力電池企業的產品毛利率和盈利空間都將遭到進一步壓縮。

與此同時,本土動力電池企業還將面臨三星,LG,松下等卷土重來的日韓電池企業的沖擊和挑戰,未來或將只有少數本土電池企業能夠存活。

對3D打印鋰離子電池技術的可行性產生質疑

下面就來看看本周鋰電行業都有哪些新技術和大事件吧。

1、LG化學加碼Enevate電池快充技術

據外媒報道,LG化學正把籌碼押注在另外一項電池技術上,投資了一家專注于研發快充技術的電池公司Enevate。

Enevate是一家專注于研發通過硅主導的鋰離子電池的初創公司。它的系統被稱為HD-Enetry技術。Enevate表示,他們的電池充電速度比傳統電池快8倍、比“快速”鋰離子電池快5倍多。與此同時,其電池的能量密度是傳統電池的4倍。

另外,Enevate的電池還能在低至零下40度的溫度下工作。而寒冷的天氣是EV目前面臨的最大挑戰之一,隨著溫度的下降,其效率出現明顯下降。

Enevate指出,他們的電池還能在再生制動條件下獲得更快的充電速度,通過減慢車速或下坡時產生的電能補充能源。

點評:快充是當前解決電池能量密度不高,電動車續航里程太短等問題最直接有效的技術,但難度也很大。盡管這家公司并沒有詳細透露其快充技術,但能夠獲得LG化學的投資也證明其技術的先進性,一旦技術成熟或將極大的提升LG化學的產品競爭力。

2、石墨烯硅基負極提升電池能量密度

據外媒報道,澳大利亞先進材料技術公司塔爾加資源公司(TalgaResources)公布了其在英國研發的石墨烯硅基鋰離子電池負極的初步測試結果,該結構是由英國政府提供資助的“Safevolt”項目的第一個成功結果。

該項目由塔爾加牽頭,與聯盟合作伙伴莊信萬豐(JohnsonMatthey)、英國劍橋大學(UniversityofCambridge)以及制造業研究小組TWI共同開展。

在該項目中,塔爾加正研發一種高能量密度的石墨烯硅電池負極產品,稱為TalnodeTM-Si,比其他商用石墨負極的能量密度明顯更高。

目前,塔爾加正在英國劍橋大學的麥克斯韋爾中心(MaxwellCentre)的電池材料工廠進一步測試和優化TalnodeTM-Si,正在準備該負極的臨時樣本,以便根據保密的材料轉讓協議交付給亞洲的終端客戶。

點評:高鎳三元搭配硅碳負極已經成為了動力電池企業工人共認的下一代鋰電池材料體系,并且已經有多家電池企業實現了產業化,但硅的使用受到電池壽命和穩定性問題的阻礙,因此解決硅碳負極在使用過程中產生的膨脹和循環壽命衰減就成為了關鍵。

3、3D打印鋰離子電池技術問世

美媒稱,電動車以及手機和便攜式電腦等大部分電子設備都使用鋰離子電池。迄今,制造商不得不圍繞商業電池的體積和形狀設計產品。但是,研究人員現在研制出一種新方法,用3D打印的方式幾乎可以生產任何形狀的鋰離子電池。研究人員在《美國化學學會應用能源材料》雜志上發表了這一研究成果。

報道稱,理論上,3D打印技術可以制造出幾乎任何形狀的整套設備,包括電池、構件和電子配件。但是,用于3D打印的聚合物——如聚乳酸——并非離子導體,這給打印電池造成了重大障礙。研究人員希望能夠找到一套流程,使用便宜的3D打印機就能打印完整的鋰離子電池。

研究人員指出,第一代3D打印電池的能力大約比商業電池低兩個數量級,因電力太低,還沒有實際用途。但是,研究人員說他們已有若干提高電力的想法,比如用3D打印漿料替代聚乳酸基材料。

點評:3D打印技術已經很成熟,成功的應用于多個領域,但用3D技術用來生產鋰離子電池或許不太現實,用來打印一些鋰電池模型或許更為合適。不過,研究人員也很誠實,坦言該技術還沒有實際用途,這實際上也否定了用3D技術生產鋰電池的可行性,否則將會有一大批企業倒閉出局。

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