蜂巢无钴电池的影响

东方资讯汽车 2021-08-31 09:50:11 阅读数:673

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成都车展上,长城汽车的欧拉汽车发布了一款搭载无钴电池的全新小型A+电动SUV。这款名为樱桃猫的小型A+SUV将推出两个版本车型。磷酸铁锂的版本是61kWh,NEDC续航里程为470km;而长城旗下蜂巢能源提供的无钴锂离子的版本为82.5kWh电池组,NEDC续航为600km。我想从这个来探讨一下整体的电池技术方向,并且向蜂巢这边做一些采访沟通。

图1 蜂巢的无钴电池包第一部分 动力电池的技术方向从当前的中国动力电池技术路线来看,宁德时代主要涉及了磷酸铁锂、中镍高电压、高镍三元和钠电池等几个方面,分成了高性价比、高能量密度两条大的发展路径,配上了钠电池这样的长期规划。而比亚迪则从三元的电芯化学体系回归到磷酸铁锂,在EV磷酸铁锂和PHEV磷酸铁锂两个方向来做的。国内的二线电池企业,中航锂电、国轩高科、孚能科技也是根据整体的格局来走磷酸铁锂和三元两个技术方向来做战略跟随和替代。这两条技术方向也是成为目前国内主流的技术方向。第一类 高性价比电池磷酸铁锂这个化学体系,最大的优点还是对于金属约束少,因此目前随着越来越多的汽车企业也把入门款的车型选择磷酸铁锂。在近两年,磷酸铁锂动力电芯做大电芯的技术路线,质量能量密度介于180-200Wh/kg之间(体积能量密度350Wh/L-450Wh/L)。这和当前三元电池520Wh/L相差无几的数据,能替代65kWh以下的需求。在这里核心的变化,在于磷酸铁锂的电池通过当前去模组化和CTP的方式,实现了高体积利用率的方式。而在3-5年以后,随着通过材料体系和工艺的优化,磷酸铁锂有望往质量能量密度在210-230Wh/kg(体积能量密度450Wh/L-500Wh/L)的方向走,从大趋势来看,未来磷酸铁锂的技术方向可以把A0-B级入门款的车型全部涵盖掉。特别是我们看到比亚迪目前使用刀片电池的磷酸铁锂的方式,覆盖了所有的车型。第二类 高性能电芯 高镍路线这类电池主要的目标是基于高能量密度的方向,做高容量电池,建立在高镍体系和硅碳负极上面。在当前,高镍电芯的质量能量密度介于240-300Wh/kg(体积能量密度560Wh/L-650Wh/L),快充时间为18-30分钟(3.3C-2C)。下一个阶段,高镍电芯在负极导入硅碳负极,电芯的质量能量密度有望可以达到300-400Wh/kg(体积能量密度630Wh/L-750Wh/L),快充时间为9-15分钟(4C)。我们能看到目前国外的几家电池企业,主要的方向,一方面从中镍往高镍方向设计,另外就是减少钴的用量,做无钴电池。

表1 国内外主要的电池企业技术路线第二部分 蜂巢的无钴路线我怀着疑问去思考蜂巢这种无钴电池路线是什么,有没有可能成为中国在当前的两条技术路线之外一条可能性。蜂巢的无钴电池是什么?这种NMX的无钴材料,蜂巢采用了两种化学键能更大的元素,替代钴,掺杂到材料中,通过强化学键稳定氧八面体结构。然后采取单晶技术和纳米网络化包覆来达到稳定结构和减少正极材料与电解液的副反应长寿命的设计。

图2 NMx无钴是什么2)蜂巢开发的这种无钴电池,有可能成为行业主要路线么?从蜂巢看来,目前行业内使用的磷酸铁锂体系成本较低,但其能量密度只能达到~190wh/kg,限制了其大范围应用。而三元体系的能量密度更高可达250wh/kg以上,但三元材料中使用了钴元素,受制于蕴藏量与开采量,钴元素的国际市场价格极其不稳定,并长期保持在高位。

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