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动力电池能否做到无钴？
据日经中文网报道，松下在1月12日（美国当地时间11日）举行的全球最大规模数字技术展——国际消费类电子产品展览会（CES）上表示，公司将致力于开发不使用钴的锂离子电池，并打算在几年内把目前低于5%的钴的使用比率降至零。据了解，一辆新能源汽车的很大一部分成本来自于动力电池，而动力电池的一大成本则在于“钴”。但由于钴是稀有金属，价格昂贵，为了降低成本，动力电池企业纷纷开始了对于无钴电池的研发。为什么要研发无钴电池？目前动力电池分为磷酸铁锂电池和三元锂电池两种主流路线。磷酸铁锂电池本身不含钴，车企希望通过结构创新，来弥补其能量密度上的短板，例如，比亚迪的刀片电池号称“超级磷酸铁锂电池”，搭载刀片电池的电动汽车续航里程有望达到700—800公里。三元锂电池按正极材料分类，有NCM（镍钴锰）和 NCA（镍钴铝）两种方案。钴能够明显提升锂电池的能量密度和电池寿命，防止电池过热和延长使用寿命。虽然钴元素并不参与电化学反应，但是在高镍的同时，降低钴含量，是提升电池能量密度和降低成本的好方法。不过，钴不仅昂贵还很稀缺——全球仅有710万吨钴储量，并且集中分布在刚果(金)。为了减少对钴的依赖，特斯拉、蜂巢能源、宁德时代等国际主流动力电池企业都在进行低钴及无钴化的尝试。龙头企业的去钴化尝试特斯拉一直有着“无钴”的想法。去年2月18日，特斯拉表示将自主研发新电池，这种新电池的含钴量可能为零。当时市场预计，特斯拉所指的无钴电池为在中国市场已经应用多年的磷酸铁锂电池。在去年9月召开的特斯拉电池日上，特斯拉CEO马斯克表示，在新电池中，正极材料部门将会消除对钴的使用，转而依赖镍。这样做的好处是能够将成本降低12%。去年5月18日，蜂巢能源在《无钴·芯未来》线上发布会上亮相了两款无钴电池。这两款电芯的发布，标志着无钴电池正式进入落地阶段，可以实现最高达880公里的续航里程。据蜂巢能源总经理杨红新透露，蜂巢能源的无钴材料电芯产品，材料性能可达到NCM811同等水平，材料成本可降低5~15%，相应带来的电芯BOM成本也可以降低约5%，且会让材料不受战略资源影响。去年12月2日，蜂巢能源在无锡举办了以“蜂启·领未来”为主题的国内首个电池日。电池日上，蜂巢能源正式宣布无钴电池接受预定，这意味着蜂巢能源的无钴电池将进入量产倒计时阶段。蜂巢能源或成为全行业率先实现无钴电池量产的电池企业。宁德时代也曾在业绩说明会上表示，公司一直有无钴电池的技术储备。无钴电池虽然“完美”，但也不是没有缺点，想要成为主流，还需要一段漫长的时间。短期内还无法替代三元电池有业内人士坦言，正极材料在提高镍含量、实现无钴化后，电池的能量密度达到了极限，会产生层状结构不稳定、倍率性能低、高电压条件下稳定性差等问题。同时，低钴的镍钴锰811电池更容易发生安全事故。因为随着镍所占比例的增大，正极材料的热稳定性就会降低。当电池遇到外力冲击、过充、高温等情况时，引发热失控的概率越大。一位专家表示，从整体来看，无钴材料的技术和性能还存在缺陷，要取代镍钴锰或镍钴铝的话，还要经过一段很长的时间。一些企业也在探索通过用其他材料来代替钴的方法。据悉，格林美已经完成了从中镍、低镍到高镍的全系列的技术储备，公司正在探索开发铝、硼、镁元素来取代钴。 总之，未来5年，电池产业仍是三元电池为主、磷酸铁锂电池为辅的技术路线，无钴电池还无法在短期内替代三元电池。在无钴电池占领市场之前，钴还是必不可少的！
来源：电池联盟
动力电池“立功” 鹏辉能源满产热销
近期，鹏辉能源在互动平台表示，公司动力电池在持续出货中，目前动力电池产线已满产，动力电池的销量在持续增加。高工锂电获悉，鹏辉能源动力电池主要配套五菱工业G100系列物流车、上汽通用五菱 E200、E100、E300、N300、山东雷丁、河北长安等热销车型。可以看到，2021年鹏辉能源在动力电池领域仍然具有爆发力。在增长极上，鹏辉能源已大批量向五菱汽车供应物流车电池；去年11月起，公司已启动“国民神车”宏光MINI EV的电池供货；此外，公司还在加大长安、广汽等主流主机厂的研发、配套合作。一方面，中国新能源汽车市场正在加速市场化转型，以上汽通用五菱为代表的A00和A0级小型电动车的价格不断下探，与低速电动车甚至燃油车同台竞争。上汽五菱市场模式的成功，也让相关电池企业获益，鹏辉能源便是其中一家。另一方面，补贴政策的适时出台正在促进新一年新能源汽车市场的稳态增长。尤其针对环卫、城市物流配送等营运/工作性质的特殊车辆，补贴仅下调10%的变相促进下，五菱新能源物流车的市场推广也将带动鹏辉能源电池配套的向上增长。事实上，得益于动力电池市场需求提升，从2020年第四季度，鹏辉能源的产能基本上属于饱和状态，生产出现供不应求的状况。目前，公司主要聚焦汽车动力电池、储能、电动工具、轻型动力、军工船舶和 3C 数码等几大领域。为了匹配客户需求以及保障未来锂电池市场需求供应，鹏辉能源正在积极扩充产能。2020年10月，鹏辉能源位于驻马店市驿城区的“绿色动力电池生产项目”正式开工。项目总投资20亿元，设计建设两条锂离子电池生产线，年产能4GWh。7月，鹏辉能源拟募资8.9亿元，用于常州锂离子电池及系统智能工厂（一期）建设项目、新型高性能锂离子电池的研发设备购置项目，达产后预计将新增锂离子电池和系统产能2GWh/年。
来源：高工锂电
业内专家：固态电池5年内不可能商用
“蔚来汽车2022年装配固态电池，能量密度大幅提升，新车续航里程将超过1千公里”，这个消息近日在市场引发持续震动，多家锂电池电解液和隔膜企业股价连续两个交易日大幅下跌。固态电池是什么？它真的快要取代传统锂电池了吗？蔚来汽车董事长李斌近日在新车发布会上的一句话震惊了全行业，他说：“我们采用最先进的量产固态电池技术，实现了360wh/kg的超高能量密度，续航将超过1000公里。”听完这句话，最焦虑的不是蔚来的新能源汽车同行，而是锂电池产业链个股的广大投资者。本周前两个交易日，新宙邦、恩捷股份等电解液和隔膜企业股价大幅下跌，一些企业股价累计跌幅在15%左右。目前，新能源汽车使用的锂电池包括磷酸铁锂电池和三元锂电池两大类。这两种电池内部都加入了电解液和隔膜，以增强导电性，同时防止短路。但电解液燃点较低，容易出现起火等安全风险。因此，固态电池成为新的解决方案，它用固态电解质代替电解液和隔膜，压缩了体积、提高了能量密度和安全性，因此被称为下一代电池技术。蔚来汽车如果真在2022年推出固态电池，电解液和隔膜很快就会没有用武之地，所以市场才会恐慌。不过，国联汽车动力电池研究院董事长熊柏青说，固态电池不会这么快商用。“全固态电池现在距商业化还很远，现在甚至做个演示都还很困难。10年内完全攻克全固态难度挺大，反正至少这5年没戏了，我们也做这东西。”业内人士分析，蔚来汽车所谓的固态电池其实是固液混合电池或者半固态电池。这是固态电池到来前的一个过渡方案，也就是同时使用固态电解质和电解液，但是两者混合的比例和安全性目前在国际上还没有定论。蔚来汽车表示，新电池能量密度可以达到360wh/kg，这也是市场的关注焦点。中国汽车工程学会副秘书长侯福深告诉记者，目前我国动力电池单体能量密度最高也只有280wh/kg。“动力电池从能量密度上来讲，我们现在和国际最先进的水平基本相当，单体能量密度能做到280wh/kg，300wh/kg也做出了样品，真正大规模批量装车最高已达到280wh/kg。”而主流商用锂电池能量密度更是不到250wh/kg，也就是说，蔚来汽车要用的电池电量要比当前主流电池多50%左右。熊柏青说，在保证安全的前提下，这在当前是很难做到的。“做到360wh/kg加了什么固态电解质，我还从来没见过报道。实验室里还有450wh/kg的，我的实验室里接近500wh/kg的都有。但是从综合性能各方面来讲，满不满足装车的要求还很难说。因为都知道能量密度越高，安全性越差。”另外，从成本角度考虑，电解液、隔膜生产企业短期内也没有太大市场风险。熊柏青说：“哪个固态电解质不比电解液贵好几倍，甚至于10倍的？因为现在电池商业化竞争在市场上，每1wh里面都是1分钱1分钱地降成本，所以这里还有成本问题。”
来源：央广网
回收能力不足 研究机构认为欧盟发布的锂离子电池回收利用提案有待改进
据外媒报道，欧盟委员会日前发布一项提案，计划对欧洲的电池行业实施可持续性发展标准。咨询机构Circular Energy Storage公司为此发表了一份关于锂离子电池生命周期和循环经济的报告，其调查结果对欧盟委员会的提议提出了一些质疑。尽管电池是向无碳经济过渡的重要组成部分，但也带来了许多可持续性问题。鉴于该技术带来的挑战，欧盟委员会已发布一项提案，以促进锂离子电池回收利用。尽管欧洲电池行业团体Recharge对该提案表示欢迎，但仍有人对欧盟委员会这个提案的一些内容持批评态度。研究和咨询机构Circular Energy Storage公司储能主管Hans Eric Melin表示，“欧盟委员会明确表示，发布这项法规有两个目的，一是解决欧洲在电池行业的地位，二是电池对环境的影响。但这是一个棘手的组合。”发布电池材料回收配额欧盟委员会表示，希望将进入欧盟市场的电池最低的回收配额写入法律条款。从2027年开始，安装在电动汽车（EV）中的电池需要申报其回收的钴、铅、锂和镍含量。而在2030年，将实行最低回收量配额。钴的建议配额为12%，铅为85%，锂和镍的建议配额为4%。而在2032年，钴、锂和镍的门槛将分别提高到20%、10%和12%。Melin说：“与欧洲电池回收商在2030年实现这些目标相比，如今亚洲有一些电池回收商已经更好地进行电池材料的回收。”Circular Energy Storage公司日前发布了一份锂离子电池生命周期报告。报告指出，如今电池的使用寿命比以前预期的要长得多，尤其是在电动汽车中。根据用户的使用情况，大多数电动汽车每年的充放电次数将少于80次。而电池容量的增加也是一种趋势，2014年欧洲电动电池汽车平均容量为33.1 kWh，而到去年已经增长到60.4kWh，而多数电动汽车的电池将使用近15年。欧洲电池回收能力不足最重要的是，根据便携式消费电子产品发展的趋势，约有30%～40％的电动汽车退出市场。预计二次使用和可重复使用的电池应用将进一步减缓电池回流到电池回收厂商的速度。电池市场正在以25％的复合年增长率增长，到2019年，已有218 GWh锂离子电池进入市场，其中约一半用于电动汽车。全球电池市场预计将从今年的259GWh增长到2030年的2.5TWh。与此同时，根据Circular Energy Storage公司的调查数据，工作寿命结束的电池的复合年增长率相对低得多，只有18％。到2030年，全球约有145GWh（779.9万吨））的电池将进入再利用应用领域，而170 GWh（82万吨）的电池将用于材料回收。但是报告指出，欧洲电池回收商只能回收其中16％，而欧盟的电池回收能力严重不足。Melin说：“由于欧盟委员会发布的这些措施比较强硬，并且到2030年才能实施，但我不认为它会如何对电池销量产生很大影响。大多数电池并不是单独地进行回收和利用，而是和汽车、手机和笔记本电脑等使用电池的设备一起回收。如果想在欧洲上进行回收利用，就必须解决这一问题，做到这一点并不容易。毕竟，人们希望其使用的产品具有更长的使用寿命。”此外，实现循环经济至关重要。电池回收商实质上是销售电池原材料或电池阴极的材料供应商。便携式电子产品由于其生命周期较短而在电池回收量中占据了最大份额。锂钴氧化物电池（最常见于便携式电子产品中）含有约17％-～19％的钴。Circular Energy Storage公司声称，笔记本电脑和其他消费电子产品中的“18650”电池经过翻新之后能够以每个电池单元1美元的价格出售。以每公斤具有22个电池单元计算，其翻新电池的价格比完全回收电池的价格高出约5倍，这种价格的显著差异推迟了电池回收的速度，并可能将这些二次电池产品销售到欧洲之外的市场。Melin说，“如果对电池进行回收，我认为我们不必担心。很多厂商看到处理废旧电池和报废电池的潜力。然而，如果在欧洲实现回收利用，我认为需要采取更为积极的措施，消除电池价值链存在的障碍，例如不必要的高昂运输成本，实现规模化加工，并可能激励生产商现在使用电池回收材料。”规模经济和高效的流程将有助于使回收的电池材料的价格低于商品交易所公布的水平，但欧洲缺少这两个因素。欧洲2020年的电池回收能力约为30800吨/年，略高于28700吨/年的美国，但落后于中国，中国的锂离子电池回收能力为每年70.7万吨。欧洲行业领先的电池回收商Umicore公司拥有每年7000吨的回收能力，而中国最大的电池回收商Brunp公司是宁德时代公司的子公司，拥有12万吨的回收能力。Melin指出，欧洲的废旧电池没有得到充分地回收和利用，因为欧洲只回收了1.82万吨废电池，其原因是技术复杂、成本高。使这些问题更加复杂的是，并不是所有类型的电池都能被电池回收商处理。处在落后地位Melin说，“我们必须意识到欧洲在这场竞争中处于落后地位。与欧洲电池回收公司相比，亚太地区的电池回收公司更能满足要求。”而欧洲回收配额的另一个问题是，手机、笔记本电脑和电动汽车使用不同类型的电池，而电动汽车的工作寿命更长。在2019年可回收利用的18.8万吨锂离子电池中，约80%来自便携式电子产品。电动汽车的电池只有9200吨。大约三分之二的电池是无镍锂钴氧化物（LCO）电池。即使在2030年，可回收利用的大部分电池都将来自便携式电子产品，电动汽车电池仅占总容量的26%。Melin补充说，“事实上，我不赞成这个提案对回收内容提出具体的要求。尤其是在这个每年以25%的速度增长的这个市场，电池厂商比以往任何时候都更多地投资来开发新的电池技术。那么到2030年市场主流的电池是什么？因为几年前，很多人都认为磷酸铁锂（LFP）电池将会消亡，而现在又重新得到更广泛的应用。如果按照这种趋势发展，很容易实现减少钴的目标。另一方面，可能最终使用锂含量更高的固态电池，从而无法实现减少使用锂的目标。”这份调查报告表明，在未来十年中，将有越来越多的磷酸铁锂电池（LFP）可供回收利用。尽管磷酸铁锂电池（LFP）的应用量在去年快速增长，但预测，镍锰钴（NMC）三元锂电池和镍钴铝（NCA）三元锂电池的应用将会大幅反弹，到2030年将达到64%的市场份额。现在，锂离子电池占有很大的市场份额。随着技术的进步以及新产品和新业务的蓬勃发展，它们的应用领域预计发生更多的变化。每种电池都有不同的生命周期，从而使人们关注哪种材料将会可用，以及在10～15年中如何将其回收，以及电池将采用哪种类型材料。
来源：中国储能网
2021年异质结电池元年？
光伏电池来到了一个技术变革的关键期。异质结电池普遍被认为是未来最具有希望替代现有PERC电池的两种电池技术之一。近日，在泰州举行的首届“太阳谷”异质结国际论坛上，业内专家普遍认为，异质结电池大规模产业化即将到来。中泰证券分析师王可表示，在组件封装环节，异质结电池比目前的perc电池成本略低，异质结电池的高成本主要在电池工艺环节，最终异质结组件的成本要比perc组件的高约0.2元/瓦。王可认为，从电站收益的角度，异质结电池已经具备替代PERC电池的条件。据分析，从发电增益测算，从组件功率看，HJT组件比PERC组件高9%，9%功率提升带来电站发电量增加9%，按照成本传导模型，发电量增加9%，可以带来组件价格提升21%，再叠加异质结组件在其他发电性能上优势，带来组件溢价空间约为0.7元/瓦。但是考虑到新技术替代旧技术，需要让渡大部分增益给电站端，才能让电站端有动力大规模应用，根据历史经验，功率每提升10瓦，对应带来0.1元/瓦的溢价，目前60片异质结组件功率高于PERC组件功率30W，带来溢价0.3元/瓦，这一溢价高于异质结组件与PERC电池的成本差。异质结电池组件大规模扩产的经济逻辑已经确立，但整个产业大规模启动需要仍然需要产业项目的验证。今年12月15日，爱康科技长兴基地第一片异质结电池下线，功率达24.59%，这一电池来自爱康科技220MW的量产线，意味着爱康的异质结电池具备了量产条件。“爱康长兴基地异质结电池流片（试生产电池片）下线具有标志性的意义。”王可说，“今年是异质结设备的元年，明年是异质结电池的元年。”爱康科技是国内扩产异质结电池最迅猛的厂商。爱康长兴基地试生产成功后，爱康规划在浙江长兴、江苏泰兴各规划2GW的异质结电池线，预计将于2021年投产。王可预计，2021年国内异质结电池产能将达到15GW，2022年扩张至30GW，2025年将达到100GW。从技术的角度来看，异质结将是下一代的电池技术。捷佳伟创副总经理陈麒麟表示，异质结电池是超高效电池的发动引擎，未来超高效率的电池技术，全部建构在异质结电池的基础上。据悉，目前业内希望希望将异质结电池量产效率稳定在25%以上，但如果要将效率提高到26%以上，就需要异质结叠加其他技术。爱康科技电池研究所所长易志凯表示，2017年1GW异质结电池产线投资规模大约是PERC电池的3倍左右。近年来，降本的驱动力主要来自进口设备的生产效率的提高，接下来降本需要依靠设备和材料的国产化，以及同期进行的生产效率提升。理想万里晖CMO胡宏逵表示，异质结技术降本关键在于设备的国产化、标准化、量产化，以及相应设备的智能化提升。2020年国内已经实现异质结设备的国产化，设备投资成本降低到约5亿元/GW，预计明年可以降低到4.5亿元左右，随着设备智能化提升，可以提高异质结电池的效率，预计异质结设备降本后，量产平均效率可以突破25%。王可认为，异质结技术将带来产业格局的巨大变化，由于异质结电池的工艺、人员、厂房、设备与现有的电池线全部不兼容，新的企业将拥有后发优势，将对拥有大量旧电池产能包袱的企业形成竞争优势，“就好像PERC电池技术成为主流带动了爱旭和通威的崛起一样。”
来源：能源杂志
日企开发中国电池再利用商机 日媒：或引市场争夺战
日媒称，对中国大型电动汽车（EV）公司比亚迪用过的废旧电池进行再利用，这一动向在世界范围内扩大。伊藤忠等企业采购比亚迪回收的电池，将之改造为大型蓄电池，或于2021年度出售给欧美和亚洲等地区的工厂。中国EV销量占全世界的五成，今后废旧电池数量将激增。中国产废旧电池在世界再利用市场的影响力将与日俱增。据《日本经济新闻》12月25日报道，比亚迪先是从中国各地汽车经销店等处回收比亚迪巴士和出租车等的电池，然后将回收的废旧电池提供给深圳市普兰德储能技术有限公司。伊藤忠采购接受了功能检查的电池产品，将之改造为大型蓄电池并出售。报道称，伊藤忠开发出将约160个比亚迪车载电池连接在一起制成的蓄电池。总容量可供100户家庭使用一天。价格比工业蓄电池新品价格便宜两三成以上。报道指出，伊藤忠的计划是，先将回收电池作为日本国内工厂辅助电源，于2021年4月启动运用试验。在确认电池劣化速度等性能的基础上，2021年度内正式生产。先向澳大利亚和东南亚出售，之后销售范围扩大至欧美和日本。车载电池寿命一般为5至8年，出于安全性等各种因素考虑，通常规定车载电池在容量衰减至新电池容量的80%上下时必须更换。但如果转用于蓄电池等其他用途，还可以充分利用。作为环保对策，中国率先实行推广EV的政策，从本世纪10年代中期开始，EV迅速普及。据中国汽车工业协会估算，中国产生的废旧车载电池容量2025年将达4200万千瓦时，是2020年的12倍，相当于约500万户家庭一天的用电量。到2025年，中国的废旧车载电池容量大约将是欧洲的7倍，日本的42倍，其中约三成是比亚迪制造的。报道认为，对车载电池进行再利用后制造出来的低价大型蓄电池，是普及太阳能和风电等可再生能源的关键。今后中国产废旧电池在世界市场的存在感将提高。另一方面，世界范围内再利用的动向也在扩大。除丰田等已开始努力外，法国雷诺也与三井物产等联手成立了负责再利用业务的公司。欧洲等地区的EV销量激增，废旧电池也将增加。如果蓄电池销售竞争激烈，也会导致优胜劣汰。报道最后称，随着越来越多的企业参与再利用业务，会爆发废旧电池争夺战。
来源：参考消息
