沈阳蓄电池研究所主办

业务范围:蓄电池检测、标准制定、《蓄电池》杂志、信息化服务

您现在的位置:首页 >> 新闻中心
联系电话:

新闻中心

description
斯洛伐克10亿欧元建10GWh电池超级工厂

外媒报道称,斯洛伐克公司InoBat Auto已经获得了10亿欧元“超级工厂”的第一阶段1亿欧元资金,用于建立研发中心和一条年产100MWh的动力电池生产线,预计将于2021年底开始投产销售。InoBat Auto的目标是建立一个10GWh超级电池工厂,到2024年每年可为24万辆电动汽车生产电池。InoBat Auto希望其计划中的超级工厂能够推动欧洲成为电动汽车电池行业的全球领导力量。该公司将与电动汽车制造商合作,创建量身定制的电池生产线,以支持电动汽车销量的急剧增长。当前,InoBat Auto已经获得了投资者IPM Group和美国能源技术公司Wildcat Discovery Technologies的支持。斯洛伐克政府也为其第一阶段的筹款做出了贡献。InoBat Auto联合创始人玛丽安•博西克说。 “下个月第二轮投资结束时,我们将能够运用最先进的技术生产电池,从而大大缩短充电时间并延长电动汽车的电池寿命。”为了摆脱对亚洲电池制造商的依赖,欧盟正在建设大型电池工厂和研发下一代电池,以保持其在动力电池领域的独立性。2019年12月,欧盟委员会已批准向七个欧盟成员国提供32亿欧元(约合人民币249亿元)的援助,以支持欧洲电池技术研究和创新项目。同时,德法两国制定了一份超级电池工厂的蓝图,计划在欧洲共同推动一项总投资达50亿欧元(约合人民币383亿元)的电池项目,总产能约为48GWh。目前,欧洲已经建立了第一家大型本土动力电池企业Northvolt,在欧盟的支持下,预计后期将会有更多本土超级电池工厂建立,以满足大众、戴姆勒、PSA等欧洲主机厂电气化的需求,同时应对三星SDI、LG化学、SKI、宁德时代等中日韩电池企业的挑战。  

作者: 沈阳蓄电池研究所新闻中心 来源:高工锂电
description
25亿大单引磷酸铁锂“新地盘”抢夺战

2020年的开年,简直是磷酸铁锂“元年”,各种利好消息不断。前有比亚迪“刀片电池”技术让磷酸铁锂迎来第二春,后有特斯拉国产Model 3使用宁德时代磷酸铁锂电池引发磷酸铁锂风向。近日,中国移动又表示,将投巨资购买通信用磷酸铁锂电池。3月4日,中国移动发布《2020年通信用磷酸铁锂电池产品集中采购招标公告》,中国移动将采购6.102亿Ah(规格3.2V)磷酸铁锂电池,用于通信领域。根据公告,采购需求满足期为1年,本项目设置最高限价,最高投标限价不含税金额为25.08亿元,投标人投标报价高于最高投标限价的,其投标将被否决。电池中国网简单测算了一下,此次中国移动将要招标采购的磷酸铁锂电池量约为1.95GWh,采购最高限价约为1.28元/Wh。据悉,2019年12月底新能源汽车用磷酸铁锂系统不含税价格已经在0.85-0.95元/Wh区间。可以看出,这个最高限价给企业的议价空间真的蛮大的,业内人士直言“价格很诱人”。公告还显示,此次招标不划分标段,采用份额招标,中标人数量为6至8家。其中第一名中标者有望分得18.85%-23.91%订单份额,最后一名中标者也可以获得7.25%-10.87%订单。磷酸铁锂在基站储能领域大有可为目前通信领域应用的储能电池包括铅酸蓄电池、锂离子电池、燃料电池、液流电池等。其中,铅酸蓄电池应用时间最久,规模最大。但铅酸蓄电池存在使用寿命短、性能低、含有大量重金属铅等缺点,废弃后若处理不当将对环境造成二次污染。由于通信基站的高可靠性要求,完善的通信电源解决方案要求开关电源系统配置具有高可靠性、高安全性的电池。对机房环境、后期维护都有很高要求的铅酸蓄电池劣势逐增。另一方面,5G技术已经开始应用。相较于4G,5G基站能耗大幅提升,这就对于基站电源电池性能要求更高,铅酸蓄电池的短板越来越明显。有业内人士指出,“基站储能电池由磷酸铁锂替代铅酸将是必然趋势。”近年来,随着磷酸铁锂电池的技术进步和产能扩大,磷酸铁锂的高能量密度、安全性强、高温性能好、高功率输出、长循环寿命和环保等优点,引起了通信领域企业的关注。据电池中国网了解,目前包括中国铁塔、中国移动、中国联通、中国电信、华为等通信及设备企业都在加大其对通信领域磷酸铁锂电池的替换。如过去中国铁塔的基站备用电源主要使用铅酸电池,每年采购铅酸电池约10万吨。自2018年开始,铁塔公司停止采购铅酸电池,统一使用磷酸铁锂电池,目前以车用退役磷酸铁锂电池梯次利用为主。数据显示,截至2018年年底,铁塔已在全国31个省市区约12万个基站使用梯次电池约1.5GWh,替代铅酸电池约4.5万吨;2019年,基站备用电源新增使用的磷酸铁锂电池约5GWh,替换铅酸电池约15万吨。值得注意的是,为支撑5G技术应用,5G基站将大幅增加,势必将带动锂电池需求量,也将为锂电池企业带来巨大商机。根据规划,中国电信、联通的5G基站将为目前4G基站数的2倍以上,而中国移动将为目前的4倍以上。据各运营商2018年给出的预测数据,中国共有超1400万个基站需要被新建或改造,对磷酸铁锂电池需求量非常大。据天风证券测算,2020至2023年,5G基站带来的备用电源储能需求分别为7.6GWh、9.7GWh、10.8GWh和11.9GWh。另外,采用高能量密度的锂电池,使得5G基站储能电池应用空间得以延伸,储能电池的容量也更高,除了作为备用电源,还能应用于分时电价“削峰填谷”。业内人士分析指出,如果实现“5G+储能调峰”,则会带来磷酸铁锂储能电池需求进一步大幅增长。车用磷酸铁锂电池企业已经在赶来的路上据电池中国网了解,中国移动此前已经进行过几次通信基站用磷酸铁锂电池采购。最近的一次为2017至2018年度基站采购,采购量为2.41Ah,当时中标企业为6家,分别为海四达、双登集团、南都电源、拓邦股份、浙江佳贝思和雄韬股份,这些企业一直有通信基站备用电源业务。现如今,通信基站备用电源市场的巨大商机正吸引越来越多的磷酸铁锂电池企业。中国铁塔作为承担国家车用退役电池梯次利用试点单位,自2018年开始,中国铁塔便与十余家车企、动力电池企业建立退役电池回收梯次利用合作关系,并且在新的基站中均采用磷酸铁锂电池。据悉,除了采用回收退役的磷酸铁锂电池梯次利用,中国铁塔也向部分合作企业采购新磷酸铁锂电池。2019年6月,国轩高科宣布与华为签订合作协议,双方将开展锂电领域的战略合作,业内猜测国轩高科将为华为提供5G基站等所需电池。同年11月,国轩高科与唐山市人民政府签约5G新能源产业基地项目,项目产能7GWh,总投资55亿元,建成后与先期项目合计形成总产能10GWh,预计2021年第三季度全面建成,四季度正式投产。据电池中国网了解,目前不少动力电池企业已经关注到这一市场,有些早已经行动起来,而随着越来越多磷酸铁锂电池企业向这一领域涌入,未来的竞争也会更加激烈。虽然中国移动此次招标限价在1.28元/Wh,看着很美丽,但是考虑到竞争者众多,最后窃喜的应该还是中国移动。

作者: 沈阳蓄电池研究所新闻中心 来源:电池中国网
description
2020年2月动力电池装机数据详细点评

根据GGII动力电池装机数据,2020年2月我国共实现动力电池装机0.60GWh,同比下滑74%。其中乘用车电池装机0.52GWh,同比下滑69%;客车装机0.06GWh,同比下滑87%;专用车装机0.015GWh,同比下滑91%。电池装机排名前三厂商分别为宁德时代、松下、比亚迪,其中宁德时代装机份额达到43%,稳定位居高位,但份额有明显下降。投资要点2月电池装机受疫情影响大幅度下滑在预期之内。我国动力电池装机量为0.60GWh,同比2019年2月的2.25GWh,下降幅度为73.4%。2019年2月电池装机量受疫情影响较大,导致整体下滑幅度较大,其中乘用车装机份额和三元电池装机份额均有显著上升。全年总体需求不变,预计2季度起国内市场将加速进入景气周期。我们认为疫情的影响对电动车行业总体影响不大,主要影响体现在需求的后置。供给端由于本身产能具备弹性,企业后续可通过加紧生产实现补回。1季度普遍为行业需求淡季,2季度起我们认为随着需求的回暖、政策的落地,国内市场将加速进入景气阶段。外资电池厂商借助特斯拉装机显著攀升,方形电池厂商更具优势。2月分松下和LG化学借助特斯拉Model3分别实现动力电池装机0.13/0.08GWh,市场份额分别提升至20%/13%,分别位列行业第二和第四。从配套情况看,两者装机量分别对应国产Model 3 2363/1535台;而从前十名看,塔菲尔、亿纬锂能、鹏辉能源、中航锂电等主要从事方形电池的厂商排名均有一定上升。投资建议:重点推荐具备全球竞争力的各环节龙头。1)电池环节,重点推荐宁德时代,建议关注亿纬锂能、国轩高科、欣旺达、鹏辉能源等;2)材料及零部件环节,重点推荐璞泰来、恩捷股份、科达利、当升科技、嘉元科技、新宙邦,以及特斯拉产业链上的旭升股份、宏发股份、三花智控,建议关注中科电气、杉杉股份、星源材质、江苏国泰、诺德股份等。风险提示:下游需求不及预期等。具体分析受疫情影响,2月电池装机量下降幅度大。2020年2月,我国动力电池装机量为0.60GWh,同比2019年2月的2.25GWh,下降幅度为73.4%。2019年2月电池装机量受疫情影响较大,导致整体下滑幅度较大。分材料类型看:2月三元电池装机量为5.12GWh,占比86%;磷酸铁锂电池装机量为0.76GWh,占比13%;锰酸锂、钛酸锂等其他电池装机量为0.014GWh,占比1.4%。和上个月相比,三元的装机份额大幅度上升,环比上升21Pcts,和乘用车份额大幅度上涨相关。从产品类型看:2月乘用车电池装机量为0.52GWh,占比88%,环比上升15Pcts;客车电池装机量为0.06GWh,占比10%;专用车电池装机量为0.014GWh,占比2%。宁德时代装机份额维持高位,但份额有所下滑。2020年2月,CATL实现动力电池装机0.26GWh,市场份额43%,同比下降1.88Pcts,环比下降13.78Pcts。具体从产品类型来看,2020年2月CATL动力电池装机中,乘用车装机量占比82%;客车占比16%;专用车占比2%。松下、LG化学受国产特斯拉带动,电池装机份额显著攀升。2月松下实现动力电池装机0.13GWh,市场份额20%,位列行业第二;LG化学实现动力电池装机0.08GWh,市场份额13%,位列行业第四。从配套情况看,两者装机量分别对应国产Model 3 2363/1535台,表明当前上海共产实现了周产1000台左右的产能;单车电量分别为52.9/51.8KWh,预计未来随着长续航版车型的推出,平均单车电量将持续提升。二线电池厂商排名仍在变化。对比2019年2月装机情况,除CATL稳居第一外,其余电池厂商市场份额均有较大变化。其中,如前所述,海外电池厂商松下和LG化学借助特斯拉Model3,强势进入前十,分别占据第2和第4位;比亚迪已跌至第三,而亿纬锂能则从第十攀升到第五;比克、珠海银隆等圆柱电池厂商和孚能、多氟多等软包厂商掉出前十,除松下和LG化学外,塔菲尔、中航锂电、鹏辉能源等方形电池厂商补位。其中,塔菲尔主要配套东风柳汽和河南速达,中航锂电主要配套野马汽车和广汽AionS。

作者: 沈阳蓄电池研究所新闻中心 来源:电新邓永康团队
description
电池循环超3000周 沉浸式冷却技术牛在哪里?

外媒报道称,中国台湾一家模块化电动动力系统开发商XING Mobility(行竞科技)推出了一种可配置为不同形状和额定功率的模块化电动船电池,帮助船舶实现电力驱动。据了解,该系统被称为Immersio™模块化电池系统,因为电池浸入了非导电性的冷却液中,并且可以组装成从高性能电动运动艇到大型客轮的任何设备中。该电池本质上就像Lego®块一样插在一起,每个模组均由42个锂离子电池组成,这些电池被3M™Novec™工程流体冷却剂所包围,从而形成一个重量为2.8 kg、4.1V和9kW放电的模组。XING Mobility表示,改进的热控制和电池温度均匀性可将电池的生命周期延长至3000个充电周期或更多,并使每个电池在保持紧凑轻巧的同时达到其最佳性能水平。XING Mobility预测,通过采用沉浸式冷却技术最大限度地提高电动车辆的性能并延长电池寿命,从而大大降低成本。XING Mobility成立于2015年,其使命是为全球的商业,工业和休闲车辆制造商提供紧密集成的电动动力总成。XING Mobility的电池系统可应用于城市公交车、拼车摩托车、施工车辆和专用船只等。据了解,XING Mobility是沉浸冷却技术的市场领导者,其突破性的浸入式冷却模块化电池组系统将电池直接浸没在3M™Novec™工程流体中,一个模块可以容纳42个电芯。非导电的Novec流体具有连续的高放电功率输出,并且由于其特殊的传热、非易燃和非毒性的特性而增加了稳定性和可预测性。XING Mobility声称,该技术有助于改善传热和电池温度的均匀性,使电池能够更快地充电,持续更长时间并产生更高的功率。无水解决方案还意味着电池组不易着火,立即消散热失控产生的热量或损坏电池或电池组。此外,3M™Novec™冷却剂还包含灭火剂,并且电池均达到IP68防护等级,这意味着该电池包“可以承受灰尘,污垢和沙土,并且能够在水下长达1.5分钟的最大深度下浸入水下1.5m”。在此之前,XING Mobility已经将其沉浸冷却技术应用在动力电池上面,用一个由106个模块组成的电池组取代了1969年雪佛兰生产的Camaro的内燃机,将其转变为电动车。当前,XING Mobility推出了一套电动车动力电池解决方案Dynamic power on demand™,通过可模组化且高度集成性的车用电池系统及动力科技,并使用浸入式冷却系统,从而应用在各种车型上。

作者: 沈阳蓄电池研究所新闻中心 来源:高工锂电技术与应用
description
特斯拉有没有一个改变游戏规则的新电池?

毫无争议的是,相对于传统汽车制造商,特斯拉在电池技术方面有着实质性的领先优势。最近,Electrek报道说,特斯拉有一个名为“Roadrunner”的秘密项目,很快就能使公司大规模生产更便宜的电池。一段时间以来,很明显,特斯拉计划超越与松下的长期合作关系,开始生产自己的电池。这些证据包括:收购了麦克斯韦公司(Maxwell),该公司开发了一种新型的干电极技术;暗示了生产电池的计划;电池生产岗位的工作清单;在弗里蒙特建立了一条电池生产中试线。Electrek援引不具名消息人士的话报道说,这个绝密的Roadrunner项目旨在利用Maxwell的技术和Jeff Dahn的研究实验室取得的新成果,实现一个更高能量密度和更便宜的新电池的批量生产。据信特斯拉已经测试了原型Roadrunner电池,可能很快就能批量生产。Electrek还引用了一些与特斯拉工程师在LinkedIn上的电池有关的隐晦评论。特斯拉正在“重塑锂离子电池制造技术”,“开发世界级电池制造技术,使下一代低成本、高性能电动车和储能产品成为可能”据报道,特斯拉还在模块和封装层面进行逐步改进:用激光焊接技术取代引线连接;Model 3转向使用中国制造的无模块设计的方形电池。这些天特斯拉发生的事情太多了,以至于很难跟上新闻的发展,有些已经得到证实,有些看起来很有可能,有些可能是谣言。但有一点似乎是肯定的:这家新兴汽车制造商正危险地接近每千瓦时100美元的电池成本,许多人认为这将相当于对化石燃料汽车的死刑判决。特斯拉计划在4月份举办一个电池投资者日活动,一些人预计届时埃隆•马斯克(Elon Musk)将发布坏消息(对石油行业)。

作者: 沈阳蓄电池研究所新闻中心 来源:Electrek
description
成也电池败也电池,特斯拉终于忍不住了

特斯拉取代汽油车的美梦,可能已经近在咫尺了。2月27日,特斯拉内部出现了一个名为Roadrunner的秘密项目,旨在以“制造机器的机器”(自己生产制造设备)策略大规模生产更便宜的电池。这一项目集特斯拉近年来电池研究之大成。据电动车媒体electrek报道,其目标是将动力电池成本降到100美元/kWh,低于美国汽油成本。“如果与批量生产相结合,这是电动汽车普及的‘圣杯’。”美国媒体这样写到。有特斯拉电池制造工程师兴奋地说:“快来加入我们,重塑锂离子电池制造技术!”打开百度APP,查看更多高清图片而特斯拉如何实现这一壮举,将在4月20日的电池日上宣布。“无钴,不代表一定是磷酸铁锂。”特斯拉早先曾透露。有理由认为,这是一种采用高镍阴极+含硅阳极+干电池电极制备+超级电容动力回收的电池方案。在2月3日,特斯拉则宣布与动力电池龙头宁德时代合作,在国产Model 3上使用便宜的磷酸铁锂电池。这为杀进退补后的中国市场打开了大门。特斯拉的发展历程,几乎是在制造技术和电池技术上两条腿走路:从开创性地使用18650钴酸锂电池,到另辟蹊径青睐NCA三元锂电池,为求降价使用磷酸铁锂电池,又探索高镍无钴的电池技术。把四驱车电池装进跑车1980年,古迪纳夫发明了钴酸锂(LixCoO2)作为阴极的锂离子电池。这款电池发明后,不为工业界所认可,直到日本索尼主动伸出橄榄枝。1991年,索尼推出第一块商用锂离子电池18650。18650指的是电池规格:直径18mm,长65mm,0则代表圆柱形。而钴酸锂电池、磷酸铁锂电池、NCA三元电池等叫法,都指的是阴极材料。要理解它的开创性,首先要说一下电池的原理。在电池阴极,锂失去电子,转变成更高价的锂离子,进入电解质,然后穿过隔膜,向阳极转移。虽然锂离子能穿过电解质和隔膜,电子却不行,只能从外部的电路跑到阳极,并在外部做功。这就是电池的放电过程。钴酸锂电池原理,来源:Visual Capitalist而锂的优越性在于它能提供更多的电子。由于只有原子外层电子能转移,参与做功,原子量越小就意味着能量密度越大。而锂作为3号元素,在自然界由两种同位素组成,相对原子量只有6.9。此外,锂离子的半径小,更容易在电解液中移动,使得充放电更加快速和高效。18650钴酸锂电池发明后,很快因小巧和高能量密度,被应用在电子产品上。但它还有一个缺陷:钴酸锂在电压高于4.6V时会发生相变,导致锂离子扩散变慢,阴极材料出现应力,晶体结构崩塌。为此,1997年,古迪纳夫又发明了磷酸铁锂电池,就是如今特斯拉与宁德时代合作生产的电池。这种电池更稳定,也不会在高电压下发热,不含有昂贵的钴。但它能量密度更小、功率更低。采用这种电池其实是一种为成本退而求其次的做法。几种主要锂离子电池,除锂以外的金属成分及用途,来源:Visual Capitalist2003年秋天,埃隆·马斯克诞生了一个疯狂的想法:把10000节18650钴酸锂电池串联起来,为一辆电动车供电。他遇到了电池专家,疯狂崇拜马斯克的J. B.斯特劳贝尔。在他们设想里,这是一项预算2500万美元的简单项目:只要几个工程师,改装下汽油车就行。2005年,第一辆特斯拉Roadster原型车上路了。但他们很快遇到第一个阻碍。2007年美国独立日,正沉湎于节日的特斯拉工程师为了狂欢,将20块绑在一起的电池点燃。这些电池像火箭一样飞了出去。特斯拉员工冒出一身冷汗:Roadster是为富人打造的,如果有一位富豪坐在这辆车里葬身火海,会发生什么?他们必须找到一种全新的技术,控制电池的电压电流并更好地散热。这时,特斯拉创始人之一的马克·塔彭宁派上了用场。他将管理网络服务器的方法用在控制特斯拉电池上,开发出一套分层管理的方案:69个18650电池被并联封装成一个电池砖;9个电池砖串联成一个电池片;11个电池片组成一个电池包,总计6831节。由单个单芯(Cell)组成电池模组(Module),再组成电池包(Pack),维修时可以方便地替换一部分。这三个层级也都有独立的电池监控系统,并设有保险丝,一旦电流过大或者电池过热就熔断,断开电力。这套电池控制系统成为特斯拉的核心资产,据传刚推出时造价超过20000美金,遭到业内人士唱衰。但伴随其他电动车雪佛兰Volt、Fisker Karma相继发生起火事故,特斯拉Roadster却证明了自己的安全性,逐渐为消费者接受。据Relecura统计,特斯拉的大部分专利都与Battery(电池)、Charging(充电)和Electric Motor(电机)有关。特斯拉专利的分布统计,来源:Relecura在2007年,特斯拉公开了Roadster电池系统的技术细节,解释了为何青睐18650:它足够小,因此发生故障的影响要小于大尺寸电池单元。它的表面积/体积也足够大,能保障很好的散热。最重要的是,它在消费市场广为应用,使得能量密度和功率上升的同时,成本却在下降。在尝试了500多家供应商后,特斯拉最终在Roadster上选择了松下,生产18650钴酸锂电池。当时的电池成本在600-800美元/kWh,大约是美国汽油的3-4倍。这对富人开的Roadster尚不是瓶颈,但对普及电动车仍过于昂贵。按照美国环保署数据,Roadster的NEDC续航里程为393公里,要抢占汽油车市场也仍需继续提高。寻找更低价电池在生产Model S时,特斯拉将目光投向了三元锂电池。这种电池在动力电池领域通常有两种:NCA811(镍钴铝锂电池)或NCM811(镍钴锰锂电池),811代表三种材料的比例。特斯拉使用的是前者。三元锂电池的好处在于,它的阴极由三种材料构成,能达到比单一材料更高的能量密度。以NCA811电池来说,能量密度能达到250Wh/kg。而特斯拉在Roadster上使用的18650钴酸锂电池能量密度为211Wh/kg。由于锂电池的阳极石墨的锂离子容量远超阴极,因此提升能量密度主要在阴极下功夫。在三元锂电池里,提升钴和镍的比例,都能提高热稳定性和能量密度。这也是全球改进电池的主要方法。据Visual Capitalist统计,在2020年全球约75%的电池都含有一定量的钴。但钴的问题在于,它太贵了。镍在全球分布广泛,地壳含量仅次于氧硅铝铁镁。而钴的全球60%产量都来自刚果,这一地区深陷武装冲突、雇佣童工等问题,供给增速远低于需求增速。在2015年前的二十年里,钴的价格已经飙升6倍,从2万美元/吨翻到12万美元/吨。钴的价格随年份飙升在NCA电池里,钴含量5%(NCM则为10%)。这使得Model S能继续降低电池成本,大约为240美元/kWh。当然,NCA电池的阴极比NCM更不稳定,在250-300摄氏度便会分解;而电动车收到撞击时,电池隔膜破裂造成短路,很容易能让电池温度超过300摄氏度。这对特斯拉的电池管理和散热提出了更高考验。但在占全车成本40%的电池面前,价格才是首要问题。与中国的宁德时代一样,松下乘上了特斯拉快车,产能也一路高歌猛进。2013年10月,松下与特斯拉签订协议,将为Model S在未来四年供应18亿颗电芯。2014年9月,双方宣布将在内华达州建设锂离子电池工厂Gigafactory 1。松下执行副总裁山田佳彦曾表示,“今天的电池产能是以前的三倍,为什么?这是特斯拉和松下员工一起工作的结果。”松下的客户结构极为单一,主要客户是特斯拉,其次是丰田,用山田佳彦的话说,双方关系是“密切而独特的”。然而松下的产能逐渐开始拖累特斯拉。2019年4月13日,马斯克发推文表示“超级工厂的电芯产能只有24GWh,从7月份开始一直限制Model 3的产能,在产能到达35GWh之前,特斯拉不会再投钱进去。”对比鲜明的是,松下为了跟上Model 3的量产步伐,一直在投入Gigafactory 1,在2018年底发布的半年报显示,电池业务已经出现两个季度的亏损。2019年,日经又传出双方计划在2020年提升工厂产能从35GWh到54GWh的计划泡汤。2019年8月,有媒体发现特斯拉打算与LG化学合作,采购更多电池用于在中国投产的电动车。2019年12月,中国工信部发布《新能源汽车推广应用推荐车型目录》,显示国产Model 3有两种型号电池,分别使用松下和LG化学的电芯,NEDC续航里程(接近实际路况)分别为445公里和455公里,能量密度分别为145Wh/kg和153Wh/kg。而在此前9月,松下社长津贺一宏刚向媒体吐过苦水:“埃隆多次要求降低采购价格,有一次我回应他,如果再这样下去,我们要考虑撤走超级工厂的全部松下员工和设备。”被问及是否后悔投资特斯拉超级工厂,他回答道“是的,当然”。特斯拉的移情别恋还未结束。2020年2月3日,宁德时代,作为中国动力电池装机量50%以上的龙头,宣布将向特斯拉提供锂离子电池。这是一种磷酸铁锂(LiFePO4)电池,虽然无钴但能量密度较低,依靠CTP(Cell to Pack,指电芯直接整合进电池包)技术才能达到160Wh/kg能量密度,并且在低温表现也逊于NCA。但它的好处是便宜,据中国化学与物理电源行业协会数据,磷酸铁锂电池价格能降低到0.7元/Wh以下,而三元锂电池通常在0.9元/Wh。据东方证券分析师表示,以50kWh车型为例,从三元锂电池改用磷酸铁锂电池,补贴虽减少约2000元,但电池成本可降低1.2万元。值得注意的是,人们常说的“无钴电池”是指在三元锂电池中降低钴用量,而非使用能量密度更低的磷酸铁锂电池。在国产Model 3上使用磷酸铁锂电池,可能是特斯拉为降低售价所采用的权宜之计。要做“自己命运的主人”2月21日,特斯拉在官方帐号上表示:“无钴,不代表一定是磷酸铁锂。”并表示在四月将举行电池发布会。特斯拉很可能将宣布自己的无钴电池进展。据平安证券预计,特斯拉有望采用高镍正极+硅碳负极(掺锂)+干电极+超级电容的技术组合。这种判断十分符合行业认知。高镍正极能提高能量密度,但会降低热稳定性,而干电极能解决这一问题。掺硅的负极能提高锂离子容量,保证负极不成为瓶颈。超级电容则能回收车辆启停浪费的能源。在过去几年里,特斯拉已经为这一刻做好了准备:2019年收购超级电容生产商Maxwell,其核心技术是超级电容器和干电极。其中,超级电容器可以回收电动车加速、减速、启停浪费的能源,与作为主动力的锂电池搭配使用。(如果类比数据存储,锂电池相当于硬盘,超级电容器相当于内存。)在2017年Maxwell已经申请了混合动力平台的超级电容+锂电池的方案专利。干电极技术是指,在制作电极时直接将粘合剂和正极粉末混合,挤压成电极材料片,然后压到金属箔上。它能克服三元锂电池的高镍电极热稳定性差等问题,使电池能量密度能大于300Wh/kg,并有实现500Wh/kg的可行路径。2019年收购锂电池设备制造商Hibar。这是电池制造设备领域首屈一指的公司,以精密计量泵、注液系统及电池制造系统而闻名。2020年,据Electrek报道,特斯拉正在弗里蒙特建造一条电池生产线试点,计划用自己的设备来生产电池。此前2019年6月,特斯拉在弗里蒙特的名为“Skunkworks Lab”的电池设计和生产实验室曝光。2020年,有分析者猜测特斯拉收购了SilLion。这家公司为商用圆柱形电池研发硅阳极、高镍NCM阴极和不易燃的离子电解质。这是为数不多能提高阳极性能的专利。相比石墨阳极每6个碳原子储存1个锂离子,硅阳极每个硅原子能储存4.4个锂离子。值得一提的是,特斯拉可能在自研电池上探索NCM路线。2016年特斯拉从3M挖来电池研究伙伴Jeff Dahn,对方正是NCM电池专家,曾在2017年演示过一项技术:提高NCM电池的某种成分,能让电池在车辆行驶48万公里后仍有出厂容量的95%。2019年9月,他在论文中描述了一种电池,能在电动汽车上使用超过160万公里。特斯拉最近收购的SilLion,专利也在NCM领域。最近国产Model 3更是用上了LG化学的NCM电池。在2019年股东大会上,特斯拉元老J. B.斯特劳贝尔(曾担任特斯拉电池专家和CTO)说过:“我们需要大规模的电池生产解决方案。”特斯拉技术副总裁德鲁·巴格利诺则补充说:“希望特斯拉能在电池领域成为‘自己命运的主人’(master of their own destiny)”。可以想见,特斯拉亲自杀进动力电池领域已经不遥远了。参考资料:《特斯拉的动力电池梦》,平安研究《The Future of Battery Technology》,Jeff Desjardins《特斯拉与松下的“战争”》,陆三金《马斯克:下一步我干啥,你猜》,孙鸣远《第一个将钴酸锂电池应用于汽车,Tesla凭什么?》,任海宁

作者: 沈阳蓄电池研究所新闻中心 来源:36氪