蜂巢無鈷電池的影響

東方資訊汽車 2021-08-31 09:51:59 阅读数:190

蜂巢

成都車展上,長城汽車的歐拉汽車發布了一款搭載無鈷電池的全新小型A+電動SUV。這款名為櫻桃猫的小型A+SUV將推出兩個版本車型。磷酸鐵鋰的版本是61kWh,NEDC續航裏程為470km;而長城旗下蜂巢能源提供的無鈷鋰離子的版本為82.5kWh電池組,NEDC續航為600km。我想從這個來探討一下整體的電池技術方向,並且向蜂巢這邊做一些采訪溝通。

圖1 蜂巢的無鈷電池包第一部分 動力電池的技術方向從當前的中國動力電池技術路線來看,寧德時代主要涉及了磷酸鐵鋰、中鎳高電壓、高鎳三元和鈉電池等幾個方面,分成了高性價比、高能量密度兩條大的發展路徑,配上了鈉電池這樣的長期規劃。而比亞迪則從三元的電芯化學體系回歸到磷酸鐵鋰,在EV磷酸鐵鋰和PHEV磷酸鐵鋰兩個方向來做的。國內的二線電池企業,中航鋰電、國軒高科、孚能科技也是根據整體的格局來走磷酸鐵鋰和三元兩個技術方向來做戰略跟隨和替代。這兩條技術方向也是成為目前國內主流的技術方向。第一類 高性價比電池磷酸鐵鋰這個化學體系,最大的優點還是對於金屬約束少,因此目前隨著越來越多的汽車企業也把入門款的車型選擇磷酸鐵鋰。在近兩年,磷酸鐵鋰動力電芯做大電芯的技術路線,質量能量密度介於180-200Wh/kg之間(體積能量密度350Wh/L-450Wh/L)。這和當前三元電池520Wh/L相差無幾的數據,能替代65kWh以下的需求。在這裏核心的變化,在於磷酸鐵鋰的電池通過當前去模組化和CTP的方式,實現了高體積利用率的方式。而在3-5年以後,隨著通過材料體系和工藝的優化,磷酸鐵鋰有望往質量能量密度在210-230Wh/kg(體積能量密度450Wh/L-500Wh/L)的方向走,從大趨勢來看,未來磷酸鐵鋰的技術方向可以把A0-B級入門款的車型全部涵蓋掉。特別是我們看到比亞迪目前使用刀片電池的磷酸鐵鋰的方式,覆蓋了所有的車型。第二類 高性能電芯 高鎳路線這類電池主要的目標是基於高能量密度的方向,做高容量電池,建立在高鎳體系和矽碳負極上面。在當前,高鎳電芯的質量能量密度介於240-300Wh/kg(體積能量密度560Wh/L-650Wh/L),快充時間為18-30分鐘(3.3C-2C)。下一個階段,高鎳電芯在負極導入矽碳負極,電芯的質量能量密度有望可以達到300-400Wh/kg(體積能量密度630Wh/L-750Wh/L),快充時間為9-15分鐘(4C)。我們能看到目前國外的幾家電池企業,主要的方向,一方面從中鎳往高鎳方向設計,另外就是减少鈷的用量,做無鈷電池。

錶1 國內外主要的電池企業技術路線第二部分 蜂巢的無鈷路線我懷著疑問去思考蜂巢這種無鈷電池路線是什麼,有沒有可能成為中國在當前的兩條技術路線之外一條可能性。蜂巢的無鈷電池是什麼?這種NMX的無鈷材料,蜂巢采用了兩種化學鍵能更大的元素,替代鈷,摻雜到材料中,通過强化學鍵穩定氧八面體結構。然後采取單晶技術和納米網絡化包覆來達到穩定結構和减少正極材料與電解液的副反應長壽命的設計。

圖2 NMx無鈷是什麼2)蜂巢開發的這種無鈷電池,有可能成為行業主要路線麼?從蜂巢看來,目前行業內使用的磷酸鐵鋰體系成本較低,但其能量密度只能達到~190wh/kg,限制了其大範圍應用。而三元體系的能量密度更高可達250wh/kg以上,但三元材料中使用了鈷元素,受制於蘊藏量與開采量,鈷元素的國際市場價格極其不穩定,並長期保持在高比特。

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