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无钴电池vs.石墨烯电池 最近很火的电池技术哪个才是真靠谱?

网络 2020-05-26 10:18
【新能源汽车网】

本年2月份,当特斯拉宣告要研发无钴电池之时,资本市场就掀起了层层波涛,钴元素相干的股票也纷纭大跌。但是人算不如天算,受环球新冠疫情影响,底本定于4月份举办的特斯拉电池宣布会一推再推,直到如今也没有任何确实音讯。

正可谓西边不亮东边亮,一直默默无闻的蜂巢动力此时倏忽站出来抢了马斯克的风头,5月18日,其领先宣布了两款全新的无钴电池产物,并宣称最快将在来岁6月推向市场。不必问,一定有不少“小朋友”脑壳上冒出大大的问号,蜂巢动力是什么来头?无钴电池究竟是个什么东东?它又有何微妙的地方?一直爱吃瓜更爱把瓜吃透的邦先生决议赶忙来跟解答一下这个问题。

蜂巢动力是什么来头?

蜂巢动力科技有限公司的前身是长城汽车动力电池事业部,在2018年时从长城汽车完整剥离,独立为蜂巢动力科技有限公司。该公司主要从事于电池材料、电芯、模组、电池体系、BMS的研发与产物制造。

钴元素在三元锂电池中有什么作用

关于三元锂电池来讲,它的症结组成部分有正负极、隔阂和电解液。正极为锂的氧化物,如常见的镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂,负极材料为石墨,正负极之间运用多孔材质的隔阂举行断绝,防备两者打仗,不过隔阂之间的闲暇能够许可锂离子经由历程,而恰是依托锂离子在正负极之间的游走从而发生电流,完成电池的充放电。

当电池充电时,锂离子会由正极移动到负极,但在其脱离以后,不太“安分”的镍离子大概跑去“侵犯”底本属于锂离子的位置,此时一旦放电,锂离子会再次由负极回到正极,被鸠占鹊巢的它无法只好跑去填镍离子的坑。这类状况就是所谓的“镍锂混排”,轻则致使电池轮回寿命收缩、电池容量下落,重则激发电池组安全隐患以至安全事故。如今终究轮到本日的主角“钴元素”闪亮上台了,它最大的作用就是能够抑止镍锂混排,提拔电池的稳固性。那末问题来了,“钴”既然云云主要,那为啥人人还要千方百计把它“祛除”呢?缘由很简朴,五个字扼要归纳综合:物以稀为贵。

现在环球已探明的钴储量仅约710万吨,个中另有一半在刚果。因为刚果的政局历久处于不稳固的状况,这致使其矿产出口政策存在着很大的不确定性(早在2007年刚果就曾出台相干政策限定钴的出口)。这就致使钴的价钱居高不下,现在大概在25万元每吨摆布,要知道这但是镍的2.5倍摆布,据权威机构测算,采纳无钴化的三元锂电池电芯成天性下落10-15%。以上种种都促使各方萌生和坚决生长无钴电池的志愿和决计。

蜂巢动力怎样完成电芯无钴化?

简朴来讲,电芯无钴化的症结有两个,其一是经由历程搀杂无未成对的电子自旋特定元素,削弱电子超交流的征象,从而下降锂/镍元素的混排。其二是经由历程搀杂M-O键能大的元素,从而减缓晶体在充放电历程当中体积的变化,起到稳固构造的作用。蜂巢动力经由历程上述两项手艺,终究完成了电芯无钴化。

蜂巢动力共推出两款产物,第一款产物是基于590模组的电芯所设想,其电芯的能量密度到达了245Wh/kg,电池组电量为96kWh,装车后续航里程将到达600km,该产物将于2021年6月正式推向市场。

第二款为L6薄片无钴长电芯,其电芯能量密度为240Wh/kg,电池组电量为135kWh,装车后续航里程为880km,该产物估计将在2021年下半年推向市场。

蜂巢动力宣称,现在这两款产物已完成了试验室阶段设想,但还要根据整车的请求举行全方位婚配和考证,如装车后的高低温环境测试、与电池治理体系(BMS)的婚配以及充足公里数的途径测试等等,这也是宣布与上市之间存在一年以上时间差的缘由地点。

除了蜂巢动力之外,其他企业研发无钴电池的进度怎样?

如文章开头所说,特斯拉在本年2月份就领先放出研发无钴电池的音讯,但底本定于4月份的电池宣布会一直跳票不知什么时候才落地。不过历久与特斯拉协作的杰夫·戴恩(Jeff Dahn)团队经由历程搀杂镁、铝或许锰元素,完整替换了三元锂电池中的钴,从试验结论来看,镁与铝有相似钴的作用,能够起到稳固电池构造的结果,我们有理由推想特斯拉的无钴电池很有大概采纳如许的手艺线路。

上图为杰夫·戴恩

另外,宁德时期董事长曾毓群在功绩申明会中提到了公司有本身的无钴电池手艺储备,现在正在想办法治理好供应链,不过详细细节尚未可知。

(上图为宁德时期董事长曾毓群

整体来讲,现在不少电池供应商和车企都将无钴电池作为将来的生长方向,这也是短时间内能有用下降三元锂电池本钱的主要手腕之一,总的来讲照样比较靠谱的。不过也有一些车企挑选另辟蹊径,想搞出点一鸣惊人的大事变,比方广汽新动力近期宣布的石墨烯电池。

8分钟充电85%究竟是真是假?

官方给出的音讯异常简短,仅仅提到了电芯的能量密度为200 Wh/kg,而且能够完成8分钟充电85%。能够看到,广汽不仅没有提到任何手艺细节,就连一些基本信息如电池容量、所运用的充电桩功率、电池轮回寿命都没有举行任何表露或申明。

以现在在售的Aion S为例,电池容量最小的炫530搭载了49.4kWh的电池包,即使不斟酌外界温度关于电池充放电效力的影响,运用功率为315kW的充电桩才到达8分钟充电85%的结果。假如换成电池容量更大的Aion LX 80版(93kWh),则最少须要功率约为600kW的充电桩,但现在国内充电功率最高的特斯拉V3超等充电桩也只能到达250kW。

保时捷Taycan在运用位于德国的800V电压、350kW充电桩时,可在15分钟内可将电池量充至80%,但因为高压、高电流的缘由,这关于充电电缆的冷却手艺、电网的运转负荷都提出了很大请求,所以怎样取得云云高的充电功率是一个不小的困难。另外,石墨烯在中国市场上的售价约为1000元/克,比黄金还要贵上1倍,本钱问题怎样处理也是我们异常猎奇的点之一。

此前,传奇汽车设想师亨德里克·菲斯克(Henrik Fisker)以及三星团体都宣告要研发石墨烯电池,但终究均以失利了结。停止现在,市面上并不存在一款真正的石墨烯动力电池,唯一比亚迪秦、唐经由历程石墨烯改性(石墨烯粉末添加到电极材料的制造历程)起到导电添加剂的结果,即使云云这关于制造工艺的请求已异常之高,致使这一手艺途径至今运用依然不太普遍。

邦点评

跟着新动力行业的飞速生长,种种电池手艺也是屡见不鲜,无钴电池的涌现很好地处理了三元锂电池关于钴元素的需求,这能够下降电池的生产本钱,能让消费者在买车、用车时真正受益。现在看是一个比较靠谱的手艺途径,期待更多厂家相干产物的尽快落地。

而广汽的石墨烯电池又给人们许下了一个的美好愿望,不过这个好梦什么时候才照进实际才是我们越发体贴的。这就比如此前广汽所宣扬的Aion LX到达L3级自动驾驶一样,直到如今还不曾完成,让人以为这只是一种用来宣扬的噱头。四个字与广汽共勉:行胜于言。

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