长城打出动力电池王炸!无钴电池让电动车跑880公里,明年上市

  • Juice
  • 2020/05/19
  • 车东西(ID:chedongxi)

蜂巢能源能不能打出名堂,就看明年这个无钴电池了。

车东西5月19日消息,昨晚,蜂巢能源举办了一场线上发布会,正式向外推出了两款电池新产品,分别是115Ah电芯和L6薄片无钴长电芯。

蜂巢能源发布会现场蜂巢能源发布会现场

根据蜂巢能源官方的信息来看,115Ah电芯的容量为115Ah,能量密度达到了245Wh/kg(575Wh/L),能够搭载到目前大部分新的纯电平台上,车辆的续航里程将会达到600公里(官方未指明标准,推测为NEDC标准)。这款产品的电池包在整车端可以实现15年120万公里的质保,这款电芯将会在2021年6月份推出。

而L6薄片无钴长电芯的容量为226Ah,能量密度为240Wh/kg(590Wh/L),L6薄片无钴长电芯将会搭载到蜂巢能源和长城汽车合作开发一款新的电动汽车上,预计新车可以实现880公里(官方未指明标准,推测为NEDC标准)的续航。这款产品预计在明年下半年推向市场。

由于钴的昂贵性和稀缺性,目前,“高镍低钴”成为三元锂电池的发展趋势,车企和动力电池企业都在致力于降低钴元素在动力电池中的比例。

无钴电池的研发成功对于电池行业来说将是巨大的变革,随着国家政策导向的变化,磷酸铁锂电池和三元锂电池两个技术路线的竞争仍在不断加剧,比亚迪用刀片电池这种新的结构工艺提升了磷酸铁锂电池的能源密度,加上磷酸铁锂的高安全性,让磷酸铁锂电池站到了一定的优势。

但自主SUV一哥长城,成功研发了出了无钴电池,解决了三元锂电池安全性低和成本高的两个核心问题,既提升了车辆的续航又兼顾了安全,将对现有的技术体系和玩家造成冲击。

此外,无钴电池的研发成功对于长城汽车来说,不但解决了自家电动汽车的电池问题,因为有技术优势,也有可能抢到一部分动力电池的市场。

一、长城蜂巢推两款电芯 可让电动车跑880公里

虽然特斯拉电池日的活动一再跳票,但也不能抵挡电池行业的热闹。

昨晚,国内动力电池新兵蜂巢能源全球首发了两款电池产品,分别是115Ah电芯和L6薄片无钴长电芯。

据了解,115Ah电芯的容量为115Ah,能量密度达到了245Wh/kg(575Wh/L),匹配590标准,能够搭载到目前大部分新的纯电平台上,这款电芯的使用寿命也非常可观,这款产品的电池包在整车端可以实现15年120万公里的质保,明年6月将会量产推出。

蜂巢能源115Ah电芯蜂巢能源115Ah电芯

本次发布会最重磅的产品则是L6薄片无钴长电芯,这款电芯将会在明年下半年推向市场,由名字可以看到,由这款电芯组成的电池组将会是全球首款无钴电池。

L6薄片无钴长电芯的容量为226Ah,能量密度为240Wh/kg(590Wh/L),电池中完全不含钴元素,而钴元素的价格比较高,这也意味着这款电池的成本价格将会有所降低。

虽然价格成本会有所降低,但这款电池的性能却不会受到影响。据悉,目前蜂巢能源正在与长城汽车开发一款新的电动汽车,新车将会采用L6薄片无钴长电芯所组成的电池组,预计新车的续航里程将会达到880公里(官方未指明标准,推测为NEDC标准),按目前的标准看,这将是市面上续航最远的一款电动车。

蜂巢能源L6薄片无钴长电芯蜂巢能源L6薄片无钴长电芯

电池的安全性也得到了保障,在发布会现场,蜂巢能源也对电池的安全性做出了测试,将普通三元高镍动力电池和蜂巢无钴电池分别装进一个内部温度为140℃、150℃的热箱中,普通三元高镍动力电池,在140℃的热箱中,30分钟之后就开始起火了。而蜂巢无钴电池在150℃的热箱中30分钟后仍未起火。

那么,蜂巢能源是如何造出无钴电池的呢?

据了解,蜂巢阳离子掺杂技术采用两种化学键能更大的元素掺杂到材料中替代钴,通过强化学键稳定氧八面体结构,减少锂镍混排,改善了材料的稳定性,可以在4.3V~4.35V电压下稳定工作,使能量密度提高,成本降低。

同时,蜂巢能源还采用了单晶技术,与多晶材料相比,单晶材料在辊压过程中具有更强的颗粒强度和更加稳定的结构,耐压力强度可以提高10倍。正因如此,无钴材料的使用寿命会更长,电芯寿命也比多晶高镍三元高出70%。

此外,蜂巢能源还采用了纳米网络包覆技术,在单晶表面包覆一层纳米氧化物,可以减少正极材料与电解液的副反应,有效改善了高电压下的材料循环性能。

正是这三项技术的加持,蜂巢能源在无钴材料的研发上做出了巨大的进步,但是要想将无钴材料的性能充分应用到电动汽车上,还需要有卓越的电芯设计、PACK设计和制造技术。

公开资料显示,蜂巢能源很早就开始了叠片电池的开发,L6薄片无钴长电芯就比较适合叠片电池的生产,可以有效提高方形电芯内部的体积空间利用率,使电芯的平整度更好、应力更均匀、膨胀变形更小,可以使无钴电芯在能量密度方面再提升5%、循环寿命上再提升10%。

采用矩阵PACK设计能使蜂巢能源更好地降低PACK非增值件的重量,并且这种矩阵式PACK设计变革了电池的热管理系统,通过上下两层冷却,相对传统PACK提升冷却效果40%,低温加热达到60~70℃/h,温度控制在25~35℃之间,温差控制在5℃以内。

为了更好的生产无钴电池,蜂巢能源还在江苏金坛建立了中国首个“车规级AI智能电池工厂”,采用超高标准设计来保障生产的正常进行。

二、无钴电池是技术新高地 多家企业扎堆研发

钴是一种稀缺金属,产量少且分布不均,美国地质勘探局数据显示,全球陆地钴资源的储量约为700万吨,其中刚果(金)的储量占比为52%、澳大利亚储量占比为17%,古巴的储量占比为7%,其他国家的储量则非常低。

目前有一半的钴元素都用在了锂离子电池方面,杨红新表示:“如果不考虑回收,到2026年以后,钴元素将供不应求。”

蜂巢能源总裁杨红新蜂巢能源总裁杨红新

早期的钴酸锂电池中钴元素的含量达到了59%,蜂巢能源官网显示,到NCM523电池时,其中的钴元素含量已经降到了20%,目前所广泛采用的NCM811电池中的钴元素含量降到了7%。虽然钴含量在逐步降低,但是真正的无钴电池还是车企和动力电池企业的研究方向。

目前,关于无钴电池的研究主要有两个技术路线,分别是磷酸铁锂电池和升级三元锂电池。

通用和LG化学宣布推出的Ultium电池是一款NCMA四元锂电池,这款电池的技术原理是通过向NCM三元锂正极材料,混入少量的铝元素,使原本性质活跃的高镍三元正极材料在保持高能量密度的同时,也能维持较稳定的状态,其中成本最为昂贵的钴元素含量降到了5%,而特斯拉的新一代高镍电池钴含量将会进一步降至3%以下。

通用与LG合作的电池通用与LG合作的电池

不过严格来说,这些电池并未实现真正的无钴。

另一条路线则是磷酸铁锂电池,3月29日,比亚迪发布了“刀片电池”,通过结构创新,刀片电池的能量密度得到了提升,续航里程可以达到605km。不过,磷酸铁锂电池从研发之初就没有采用钴元素,是比较常见的无钴电池。

而蜂巢能源发布的无钴电芯既没有走磷酸铁锂路线,又彻底去掉了钴金属,是真正意义上的技术进步。

蜂巢能源曾经是长城汽车的动力电池事业部,在2012年蜂巢能源就开始展开电芯的预研工作,2018年正式从长城汽车完全剥离出来。早期的准备工作在加上了独立之后的权利研发,让蜂巢能源成为了动力电池行业的实力玩家之一。

结语:无钴电池的春天来了

虽然特斯拉的电池日活动还没有如期举行,但特斯拉已经多次透露了无钴电池的信号,无钴电池可能会是特斯拉电池日活动的核心内容之一。

在大洋的彼岸,中国的动力电池企业蜂巢能源则在昨日正式发布了两款电芯,首次推出了无钴电池,在采用了这种电池之后,车辆的续航里程甚至可以达到880公里。

而目前,LG化学、宁德时代、通用汽车都在进行无钴或低钴电池的研发,在未来一段时间内,多款无钴电池将会轮番亮相。


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