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真正无钴!蜂巢能源推出镍锰酸锂电池,明年量产续航可达880km

收藏 评论 时间:2020-05-18 21:48 作者:杨波 来源:EV世纪

  不久前特斯拉因计划推出搭载“无钴”电池的车型进入热搜,后来证实只是使用了磷酸铁锂电池的国产Model 3,其自研的超级电容电池量产还需要时日;然后,比亚迪的“刀片电池”再次成为热门,通过CTP无模组方式和使用磷酸铁锂材料,确实提高了电池搭载量和安全性。在新材料技术所限的前提下,如何提高电池能量密度和整车续航能力,成为各大企业的难题。

  5月18日,蜂巢能源率先给出了自己的答案,同时也带来了真正的“无钴电池”——NMx镍锰酸锂电池。

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  无钴电池需求的迫切性

  除了比亚迪始终坚持不放弃磷酸铁锂技术路线,市场上多数企业已经全部投向三元锂电池怀抱,正极材料为NCM(镍钴锰)或NCA(镍钴铝)的三元电池确实可以显著提高能量密度,较容易提升续航里程。但是,三元锂电池的一些硬伤也是很多车企无法绕过的。

  首先,钴在地壳中的含量较低,丰度仅为 0.0025%,全球陆地钴的储量约为710 万吨,区域分布却十分集中,刚果(金)在全球钴储量的占比为 52%,其他国家和地区储量占比则较低。在全球目前的钴元素消耗中,约50%左右用在锂电池上,包括车用锂电池以及消费类电子用的锂电池。随着新能源汽车的迅猛发展,钴的需求量也在持续激增。如果不考虑回收,2026年以后,钴就将供不应求;有限的钴元素资源,无法支撑新能源汽车无限的发展空间。

  其次,较为稀缺的原材料来源,必然造车钴的价格上涨。导致动力电池成本难以继续下探,最终这部分成本还需要消费者来买单。

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  然而作为三元锂电池中的一大重要元素,人们虽然一直在尝试降低钴含量占比,确实始终没有人能彻底将其去除。原因有很多,最主要的是,钴不但可以稳定材料的层状结构,而且可以提高材料的循环和倍率性能。

  特斯拉CEO马斯克多次提到降低电池中钴的使用比例,甚至是无钴的电池方案,也正是表达了汽车企业需求端对于摆脱资源约束的迫切性。全球电池供应商和车企都在想各种办法减少钴在三元电池中的含量。

 

  蜂巢能源NMx无钴电池

  蜂巢能源基于材料体系的前瞻性研发,在全球首先发布了基于无钴材料的电芯产品。这种NMx镍锰酸锂的无钴材料具有高循环寿命、高安全性和高能量密度的核心优势,它的核心技术支撑是通过三项关键技术阳离子掺杂技术、单晶技术、纳米网络化包覆,显著改善了无钴层状材料的镍锂离子混排问题以及循环寿命的问题,使无钴材料终于跨过这些关键障碍,走到规模化应用的阶段。

  镍锰酸锂材料具有尖晶石结构,相比于钴酸锂材料的层状结构,尖晶石结构更加稳定,具有三维锂离子扩散通道,更加有利于锂离子的扩散。镍锰酸锂材料的工作电压平台高达4.7V,可逆容量达到146mAh/g,相比于钴酸锂材料的3.7V工作电压平台,具有非常大的优势。反应在电池包上面,镍锰酸锂与钴酸锂正极材料相比,其输出电压高、成本低、环境友好。

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  蜂巢能源目前共有两款镍锰酸锂电芯产品。

  第一款产品是是基于590模组的电芯设计,容量为115Ah,电芯的能量密度达到245wh/kg;这款产品的特点,是在通用化电芯尺寸设计基础上完成的。它能够搭载到目前大部分新的纯电平台上,出色的循环寿命和日历寿命特性,使得这款电芯在整车端能够实现15年120万公里的质保,在2021年6月份推向市场。

  第二款是L6薄片无钴长电芯,容量226Ah, 这款产品正在与汽车企业合作开发,在先进的矩阵式PACK设计支持下,是全球第一款可以实现880公里的续航里程的车型,预计可以在2021年下半年实现量产。

  880公里的续航里程,使得电动汽车彻底解决了里程焦虑的问题,对于消费者来说,在日常使用中充电的频次也能控制住。按照日常通勤80公里来估算,880公里的续航可以让消费者每月仅依靠充电三次实现每个月通勤的目标。在新基建建设中,随着公共充电网络铺开,能够让消费者摆脱家用充电的束缚,更加自由选择电动汽车。

  蜂巢能源的无钴电池产品开创了动力电池的新品类,具备容量更高、寿命更长、安全性更好的特性,解决了电动汽车续航、电池衰减和安全三大痛点。


作者:杨波
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