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续航破千的电池来了？
能够补齐三元锂电池和磷酸铁锂电池短板的替代者渐行渐近。7月21日，造车新势力蔚来官方宣布，将在第四季度交付150kwh固态电池，届时蔚来旗下ET7续航里程可突破1000km。值得注意的是，该电池有望成为首款搭载于量产车的固态电池。不过蔚来所公布的固态电池实质上仍属于过渡性技术，真正全固态电池目前仍在路上。近期包括当升科技、容百科技等正极材料厂商相继推进固态电池材料量产，而宁德时代、国轩高科等电池厂商也在积极推进量产，这一技术路线落地明显加速。有望成首款量产车固态电池在新能源电池赛道上，目前主流电池形式是三元锂电池和磷酸铁锂电池，相比于这些液态电池，固态电池是一种使用固体电极和固体电解质的电池。其在大电流工况下起火自燃的风险更小，并且固态电池可简化封装、体积能量密度比液态锂电池提升70%以上，相对应的续航里程也会有显著提高。既能弥补三元锂电池的安全性短板，又能弥补磷酸铁锂电池能量密度短板，业界普遍认为，固态电池是最具前景的新一代动力锂电。据蔚来方面透露，该公司将于第四季度计划交付的150kwh固态电池，采用固态电解液、硅碳复合负极材料、超高镍正极材料，单体能量密度达 360Wh/kg。据介绍，蔚来全新 ES8 届时续航可达到850km，ES6 可达到900km，ET7 的NEDC 续航可突破1000km。早在去年，蔚来除了推出首款轿车 ET7、发布蔚来自动驾驶 NAD 系统时，就发布了首款 150kWh 固态电池。时至今日，蔚来宣布第四季度交付，也意味着这款电池有望成为首款搭载于量产车的固态电池。在今年3月底，卫蓝新能源也曾透露，正与蔚来汽车合作，计划基于ET7车型，推出单次充电续航1000公里的（半）固态电池，能量密度为360Wh/kg。当前属于过渡性技术不过，蔚来此次公布计划交付的固态电池，严格来说并非纯粹固态电池。“固态电池优势明显，但成本问题也是阻扰量产的主要原因，”某券商新能源分析师告诉记者。他表示，类似蔚来推出的固态电池方案实际上是一个折中方案。“蔚来ET7计划搭载的半固态电池部分减少电解液用量，采用部分固态电解质，可以在成本不增加太多的情况下达到预期能量密度。”实际上，蔚来方面此前也曾介绍，其150kwh电池采用超高镍正极 + 预锂化硅碳负极 + 固态电解质（固态 + 液态）+ 隔膜，属于液态至固态电池的过渡性技术。蔚来创始人李斌称，这款电池还是带有液体（电解质），全固态电池的量产还是很远的事情。他表示，真正全固态电池量产仍需5-10 年时间。有业内人士认为，固态电池量产难以一步到位，研发及量产应分成多个步骤推进。宁德时代21C创新实验室前瞻技术部部长郭永胜曾表示，按照正负极来分，固态电池可分成三代。第一代，正负极与以前一样，现有的液态电解液换成固态电解质；第二代，正极不变，改变负极，负极不用石墨或硅，用金属锂替代从而提升能量密度；第三代，正负极都改变，比如负极用金属锂，正极换成不含锂的高能量材料。赛道玩家加速落地量产尽管商业化面临不少困难，在固态电池这一技术路线上，国内玩家近期正加速实现落地。就在20日，市值500亿的正极厂商当升科技推出了双相复合固态锂电正极材料和固态电解质两款全新体系材料。不仅如此，当升科技近日还与清陶能源签订战略合作协议，清陶能源承诺2022年-2025年期间向当升科技采购总量不低于3万吨固态锂电正极材料。早在2021年年报中，当升科技曾提到其固态锂电材料成功导入赣锋锂电、卫蓝新能源等客户，并获得卫蓝新能源不少于2.5万吨固态锂电材料意向订单。在6月15日，辉能科技首次公开固态电池产品的全自动量产过程，该公司宣布，计划明年实现固态电池量产，并供应电动汽车市场。而在5月底，国轩高科发布首款三元半固态电池，预计年内实现量产。该电池能量密度可达360Wh/kg，将在今年实现装车，搭载该电池的电动车将实现1000公里续航。此外，今年4月份，另一正极材料巨头容百科技与蔚来电池供应商卫蓝新能源签订《战略合作协议》。根据协议，2022年至2025年卫蓝新能源将向容百科技采购固态锂电正极材料产品不低于3万吨。华经产业研究院预计，到2030年，我国固态电池市场空间有望达200亿元，2022-2030年市场空间复合增长率为55.01%。市场研究机构SNE Research预计，全球全固态电池市场预计将从今年的2.1GWh增长到2025年的30GWh，再增长到2030年的160.1GWh。在全球动力电池的市场份额上，固态电池预计从今年的0.3%增加到2025年的2%，再到2030年的3.8%。
来源：中国基金报
蜂巢能源成功研发出国内首批20Ah级硫系全固态原型电芯
近日，蜂巢能源全固态电池实验室研发出国内首批20Ah级硫系全固态原型电芯。该系列电芯能量密度达350-400Wh/kg，现已顺利通过针刺、200°C热箱等实验，一旦量产应用，电动车可实现续航里程1000公里以上。▲蜂巢能源全固态电芯原型样件蜂巢能源是国内首家完成20Ah级硫系全固态原型电芯研发的公司，其全固态实验室采用业内被称为“地狱开发难度”的硫化物技术路线，在硫化物电解质及其薄膜制备技术、硫化物全固态电池制备能力等方面展开布局，目前已具备固态电解质材料的公斤级自主合成、固态电解质膜连续化制备、全固态软包电芯组装以及新设备开发等自主研发能力，获得了经验积累的同时并针对性的展开专利布局，已申请109项专利，其中发明专利93项。作为锂电池的升级版，固态电池在能量密度、充电速率、安全性、循环寿命以及电芯热管理上都优于液态锂电池，被看作是下一代先进电池技术。蜂巢能源洞悉这一技术发展趋势，其科研团队与一批顶尖的科研院所联合攻关，攻克来自固体电解质和界面性能等全固态电池待突破的技术所需课题，保持长循环的固-固界面的稳定接触，实现在大电流下界面处锂离子高效传输，在业内率先实现革命性的技术突破。作为一家能源互联的全球高科技企业，2021年4月，蜂巢能源无锡锂电创新中心与中国科学院宁波材料技术与工程研究所共建固态电池技术研究中心，致力于推动固态电池技术转化落地。未来蜂巢能源将加大在全固态电池领域的研发工作，为量产打下坚实基础。
来源：蜂巢能源
美国动力电池回收市场解读
从长期来看，回收占据电池材料和生产很重要的一个环节，这使动力电池的发展具备持续性。全球的电池回收行业都还处于起步阶段，由前特斯拉CTO JB Straubel 创立电池回收企业，已经建立了一个广泛的合作网络，目前已在内华达州的工厂每年回收约6GWh的锂离子电池（电池来自消费电子产品），Redwood 也从松下在特斯拉内华达工厂不良电池中回收材料。从目前来看，Redwood不光覆盖了福特、沃尔沃、丰田和大众集团美国（含奥迪），这家公司有着极其强大的想象空间。▲图1.Redwood Materials的合作关系目前美国的回收渠道，都是通过汽车企业的经销商网络来收集报废的电池和材料，对报废电池包装并送往内华达州 Redwood 的工厂进行回收。▲图2.美国电动汽车保有量Part 1投资和展望我其实觉得Redwood Materials有点可疑（和Elon Musk没关系我是不信的），这个企业的发展曲线是美国最懂电池和最聪明的资本合作。Redwood Materials创立于2017年，总部位于内华达州。2019年JB Straubel从特斯拉离职，专注于Redwood Materials的运营工作。而这个融资历史如下所示：▲图3.Redwood Materials 融资历史2017年完成了200万美元的种子轮融资。2020年，Redwood Materials完成了总计4000万美元的第一轮融资，投资人包括Capricorn Investment Group 和 Breakthrough Energy Ventures。2020年，Redwood Materials又进行了第二轮融资，总计2亿美元，投资人来自Amazon、 Capricorn、Breakthrough Energy Ventures。2021年7月，Redwood Materials宣布完成7亿美元C轮融资，投资方包括T. Rowe Price、Baillie Gifford和Fidelity，估值达到37亿美元。2021年，福特投资了5000万美金。从整体来看，这家公司目前回收6GWh的回收厂家，在美国这个电动汽车发展早但是没做起来的地方实现了一次布局。也就是说，目前的大部分消费电子回收，来自亚马逊和松下，通过将消费电子垃圾分解成粉末状，通过化学品进行处理，然后作为原材料再送回供应链。▲图4.美国的电池材料2021年8月Redwood把内华达州卡森市的150,000平方英尺的回收设施扩大三倍，并在特斯拉和松下在内华达州斯帕克斯的 Gigafactory 附近购买了100 英亩的土地，共同运营。2021年9月，与韩国L&F（电池材料制造商）签署一项多年协议，将在一家新工厂使用其提供的设计和制造技术来制造电池阴极。▲图5.L&F给Redwood提供技术（回收料再利用）从大逻辑来看，Redwood一开始就想着要做正极材料，在2025年通过回收把美国之前积累的锂电池废料作为资源，来满足生产100GWh的材料，随着美国的电动汽车逐步上量，通过拉高产能在2030年时将汽车产量与提升到500GWh，也就是说美国这边想的是把动力电池和消费电池材料作为永续使用的开始，建立一个完整的循环体系。▲图6.Redwood的目标而后续通用汽车、LG能源和Li-Cycle合作，本质也是这个逻辑，把美国固有的锂电池收回来作为动力电池材料的一部分。▲图7.Li-Cycle的参考路径从目前的回收方法来看，大家有共识的部分效率在提高，而下一代的电池材料工厂确实在往大规模化工的方向在走。▲图8.回收方法想要拿到黑粉之后的处理，这里就是比更高的效率。▲图9.黑粉的处理Part 2讨论和思考我觉得目前欧洲和美国，在构建自己的电池产业的时候，想得比较多。从一开始他们的起步就是构建大企业的逻辑。能够做动力电池的企业是比较少的，从中日韩采购设备。一开始就构建完善的回收网络和法则，构建可再生材料的使用比例，从2030年来看可能动力电池需要使用10-15%的回收料。在海外，南美、东南亚、澳大利亚和非洲构建电池材料的资源库。我们可以这么说，其实从目前来看，整个电池生产和材料加工，出现了同质化，也就是说可能存在一定的后发优势。我买更高效率的设备，全世界招募电池科学家、电池设计和工艺工程师，然后逐步放量。从技术路径来看，欧美也有两条路径：磷酸铁锂：和我们国内的考虑不一样，由于回收的情况，铁锂的综合成本未必低于高镍。高镍：这个主要靠之前存在电池废料来支撑一部分，将来形成循环的体系。从中国目前的数据来看，也是做了大量的回收，但是玩家比较多，大家都能收，从一开始就是散的局面。6月废旧三元共回收17,032吨，废旧磷酸铁锂回收8,316吨，废旧钴酸锂3,684吨。6月共回收镍3,001金吨，钴4,093金吨，锂1,077金吨。6月共回收得到工业级碳酸锂2,800吨，电池级碳酸锂1,997吨，粗制碳酸锂1,185吨。▲图10.中国当前电池回收状态小结：从长期来看，回收占据电池材料和生产很重要的一个环节，这个动力电池的发展其实是具备持续性的，就是在国内怎么构建一个可控高效的体系，是值得思考的。
来源：高工锂电
宁德时代开启电池行业新纪元
实习记者姚美娇报道：近日，宁德时代宣告该公司第三代CTP（无模组电池包）技术——麒麟电池诞生，称这款新产品将于明年量产上市。从披露的信息来看，麒麟电池实现了续航、快充、安全、寿命、效率以及低温性能等方面的全面提升。当前，技术创新成为动力电池企业降本的重要手段。通过结构技术创新，提高有限底盘空间的利用率，成为主流电池企业技术攻关的重点。业内人士认为，麒麟电池的发布，将支撑宁德时代全球市占率持续提升。早在2019年，宁德时代就发布了第一代CTP技术，取消了“电芯-模组-整包”电池架构中的模组层级，将电池包体积利用率提升至55%。据宁德时代介绍，此次发布的麒麟电池是宁德时代CTP第三代迭代技术，完全取消了模组形态设计，且优化了结构，系统集成度再创新高，体积利用率突破72%，能量密度可达255瓦时每千克，能够实现整车1000公里续航。宁德时代首席科学家吴凯透露，麒麟电池拥有四大优势：“一是安全性高，麒麟电池在两块电芯的中间加水冷板，使相邻两块电芯的热传导降低，不会出现热失控；二是可满足高压快充，4C充电不是难事，明年即可在市场上看到；三是可极大提高电池寿命，因为水冷板具有缓冲作用；四是比能量高，麒麟电池可提高利用空间，磷酸铁锂系统能量密度160瓦时每千克，三元高镍可达250瓦时每千克，较4680电池电量多出13%。”“目前动力电池结构方式的竞争接近天花板，所采用的技术手段越来越少。宁德时代发布的麒麟电池主要是在‘多合一弹性可伸缩隔板、电芯底部空间创新集成设计、大面积散热及其快充’方面完成了高难度挑战。一方面允许采用更高能量密度的电芯，另一方面允许了更高效的快充，做到这些的同时还实现了减重，可以认为是宁德时代CTP技术路线上的又一次‘摸高’。”新能源与智能网联汽车独立研究者曹广平认为。宁德时代方面表示，麒麟电池预计明年量产，包括理想、哪吒以及路特斯在内的多家整车企业相继表达了合作意向。“从理想、哪吒、路特斯在社交平台上跟宁德时代互动的情况推测，麒麟电池量产之后可能会率先应用在这些车企的电动汽车产品上。”真锂研究创始人墨柯表示。未来麒麟电池若能大范围量产铺开，将极大地推动新能源汽车市场发展。“麒麟电池目前只有实验室数据，真正评价这款电池需要等它大规模量产后。”江西新能源科技职业学院新能源汽车技术研究院院长张翔指出，“麒麟电池本质上是通过改变电芯的布置形式来提高能量密度，这种模式除了宁德时代以外，蜂巢电源、比亚迪等一些厂家也曾提出来过，能否进行大规模应用还需验证。”头部动力电池企业的技术创新引领行业新风向。在宁德时代与比亚迪两大头部企业的推动下，我国动力电池企业在CTP技术研发领域一路领先。麒麟电池的发布将进一步提升CTP的行业渗透率。在业内人士看来，这一领先的电池集成技术势必再度强化宁德时代的核心技术与市场竞争力，有望进一步拉大与动力电池厂商二梯队的差距。“宁德时代是一家上市公司，有提升股价的需求，会提前发布一些实验室里尚未量产、成熟的技术，来提升股价、市值以及品牌影响力。”张翔表示。“宁德时代要想大幅提升全球市场占有率，充分领先的技术水平、跨越国外壁垒要求、稳定的供应质量、合理的价格定位缺一不可。麒麟电池各方面的改进都有助于上述目标的实现。”曹广平表示，“麒麟电池的结构优化从性能、安全、快充等方面，为高能密电池材料的使用，打开了一定的窗口。目前，铁锂电池材料体系实现了回归，但是也有天花板。麒麟电池在隔离与散热等方面实现的变革，会使新电池材料体系有更好的发展环境和空间。”
来源：中国能源报
无钴电池挑战多，洛阳钼业等中国企业“新能源价值链”地位稳固
“电动汽车是钴需求前景的关键，到2026年，电动汽车将占钴总需求量至少50%。”随着全球能源体系逐渐减少对化石原料的依赖，主要汽车制造商为了应对气候变化从燃油汽车转向电动汽车，钴获得了更加举足轻重的经济价值，因为它能够帮助电动车获得更长里程和寿命。《2021年钴市场报告》指出，2021年刚果（金）占全球钴出产量的74%，排名第二的澳大利亚占比仅3%，古巴、菲律宾、俄罗斯和加拿大等其他国家占据剩余的13%产量。报告预测，即便其他国家提高产量，刚果（金）在全球总产量中的占比仍然不会低于60%。报告还显示，刚果（金）的主要大型矿山基本上都有中国投资，其中备受关注的就是腾科丰谷鲁美矿产（Tenke Fungurume），这是非洲首屈一指的大型铜矿以及世界级的大型钴矿。目前，中国矿业公司洛阳钼业（603993）持有腾科丰谷鲁美80%股权。此外，洛阳钼业还持有获得刚果（金）Kisanfu铜钴矿（又名金山矿业KFM）95%的权益。KFM位于腾科丰谷鲁美西南33公里处，是世界上最大、品位最高的未开发钴和铜项目之一。在钴供应链上游抢占先机的同时，洛阳钼业还通过纵向一体化收购增加对钴贸易的话语权。通过对全球第三大贸易公司IXM的收购，洛阳钼业进一步增强了在全球金属贸易领域的话语权。不过，据《财经》报道，在中国不断扩大钴供应链优势的同时，美国开始大力推动去钴化发展。2021年6月美国能源部出台蓝图指导方针推动国内锂电池产能和研发，特别指出要在2030年彻底实现去钴化，美国能源部已经资助一些企业去进行相关研发。“美国人感受到了中国在钴供应链的主导地位，这就是为什么北美是高镍/低钴电池摇篮的部分原因，镍的比例被推得更高。”汽车市场咨询公司LMC Automotive高级分析师萨姆·阿扎姆（Sam Adham）指出，但这么做要面临技术挑战，那就是如何在推高镍比例情况下保证电池热稳定性和循环寿命，钴在三元锂电池中具有稳定的存在，减少或去除钴会使电池更容易发生热失控（起火）。钴是锂电池正极化学稳定性和安全性的关键材料，特别是随着人们越来越偏好具有更高能量密度和续航里程的电动车，镍和钴在锂电池中的组合以其优越的能量密度和性能在电动汽车领域占据主导地位。“事实证明，去钴对于电动车电池来说是一个困难的过程，同时要确保电动汽车的稳定性和安全性。主要的无钴化学制品是磷酸铁锂电池（LFP），它在过去几年的市场份额有所上升，但与高镍化学制品相比，它的能量密度和里程较低。”英国商品研究所CRU Group高级分析师哈里·费舍尔（Harry Fisher）指出。位于田纳西的Sparkz就是美国能源部资助的一家电池企业，由能源部投资部门前官员桑吉夫·马尔霍特拉（Sanjiv Malhotra）成立，马尔霍特拉直言，成立这家公司的初衷就是为了帮助美国电动车行业摆脱一切对中国供应链的依赖。这家公司2019年成立，与美国能源部橡树岭国家实验室（ORNL）是研发合作伙伴，该公司已经获得ORNL多项电池技术独家授权许可，以及超过千万美元的研发资金，用于研发制造无钴高能量密度电池。2021年10月，该公司还获得加州能源委员会260万美元资助，发展无钴固态电池。Sparkz公司研发的无钴电池用便宜和大量存在的铁代替钴，生产镍铁铝电池（NFA）。马尔霍特拉表示，这款电池密度是LFP电池两倍，比LFP便宜30%，而且在能量密度上比含钴电池更高，与其寿命旗鼓相当，但成本低35%-40%。今年3月，在西弗吉尼亚州建厂以商业化其研发的无钴电池。另一家被美国媒体广泛报道的电池科创企业是TexPower，这是由得克萨斯大学奥斯汀分校科克雷尔工程学院阿鲁穆加姆·曼西拉姆（Arumugam Manthiram）教授成立的公司，他是美国著名材料科学家和工程师，以鉴定锂离子电池正极的聚阴离子类，了解化学不稳定性如何限制层状氧化物正极的容量以及锂硫电池的技术进步而闻名。曼西拉姆团队取得专利的电池是无钴的镍锰铝电池（NMA），该公司网站表示这款新电池与行业领先的NMC811和镍钴铝酸锂电池并驾齐驱，而且由于更高的镍含量（超过90%），因此能量密度高20%。尽管无钴电池研发取得一些进展，但商业化还需时日，因为汽车制造商要经过多年合规测试才能将这些新技术支持的无钴电池应用于汽车中。阿扎姆估计，虽不能确定何时钴会完全从电动车电池中消失，但大致可以预测，纯电动车的钴需求峰值将在2027年左右。大约在这个时候，汽车制造商将会使他们的大部分车辆和平台过渡到新的无钴化学品。费舍尔则对于无钴化前景不那么乐观，在他看来，在未来五年，电动汽车市场仍将由镍钴为主要原材料的电池主导，约占市场的四分之三，高镍（低钴）化学制品的份额将上升，从而使电动汽车的行驶里程更长，LFP只能获得少量份额，约占25%。
来源：中国经济新闻网
6月我国动力电池装车量27.0GWh 同比增长143.3%
据中国汽车动力电池产业创新联盟微信公众号7月11日消息，今年6月，我国动力电池产量共计41.3GWh，同比增长171.7%，环比增长16.1%。其中三元电池产量18.3GWh，占总产量44.3%，同比增长148.9%，环比增长12.5%；磷酸铁锂电池产量22.9GWh，占总产量55.5%，同比增长194.8%，环比增长19.2%。1-6月，我国动力电池产量累计206.4GWh，累计同比增长176.4%。其中三元电池累计产量82.9GWh，占总产量40.2%，同比累计增长125.0%；磷酸铁锂电池累计产量 123.2GWh，占总产量59.7%，累计同比增长226.8%。销量方面，6月，我国动力电池销量共计47.5GWh，同比增长297.0%。其中三元电池销量22.1GWh，占总销量46.5%，同比增长328.3%；磷酸铁锂电池销量25.3GWh，占总销量53.3%，同比增长275.3%。1-6月，我国动力电池累计销量达205.4GWh，累计同比增长253.2%。其中三元电池累计销量83.8GWh，占总销量40.8%，累计同比增长208.1%；磷酸铁锂电池累计销量121.3GWh，占总销量59.0%，累计同比增长294.2%。装车量方面，6月，我国动力电池装车量27.0GWh，同比增长143.3%，环比增长45.5%。其中三元电池装车量11.6GWh，占总装车量42.9%，同比增长94.9%，环比增长39.4%；磷酸铁锂电池装车量15.4GWh，占总装车量57.1%，同比增长201.5%，环比增长50.7%。1-6月，我国动力电池累计装车量110.1GWh, 累计同比增长109.8%。其中三元电池累计装车量45.6GWh,占总装车量41.4%，累计同比增长51.2%；磷酸铁锂电池累计装车量64.4 GWh,占总装车量58.5%，累计同比增长189.7%。2022年6月，我国新能源汽车市场共计37家动力电池企业实现装车配套，较去年同期减少2家。排名前3家、前5家、前10家动力电池企业动力电池装车量分别为20.1 GWh、23.0GWh和25.8GWh，占总装车量比分别为74.3%、85.3%和95.4%。1-6月，我国新能源汽车市场共计45家动力电池企业实现装车配套，较去年同期减少8家，排名前3家、前5家、前10家动力电池企业动力电池装车量分别为84.6 GWh、93.3GWh和104.3GWh，占总装车量比分别为76.8%、84.7%和94.7%。
来源：上海证券报·中国证券网
