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巴特瑞开建首个动力电池“带电物理拆解”基地

6月16日,京津冀动力蓄电池回收利用示范项目——巴特瑞科技5万吨电池拆解项目举行开工仪式。凭借国内领先、完全自主知识产权的技术和工艺,巴特瑞科技将在天津子牙经济技术开发区建设国内首个动力电池“带电物理拆解”基地,打通产业链“最后一公里”,助推“新能源汽车”国家战略实施。首个基地落地,打通新能源汽车产业“最后一公里”根据巴特瑞科技天津项目规划,2020年年底,其中1万吨生产线将率先建成并投入使用。业内人士指出,巴特瑞科技“工艺链条短、运营成本低、规模效益强”,在动力电池回收市场具有极强的竞争力。据了解,经过多年技术研发和技术储备,该公司目前已构建出完整的电池拆解再生利用技术体系,拥有19项专利,涵盖废旧动力电池带电破碎、电解液去除、锂电池材料分选等处理工艺。其“生产技术达到国内领先水平”,中科院过程所、中国环境科学院、有色金属研究总院、高等院校等权威科研机构的专家给出了一致认定,并认为这套技术体系具备“环保、高效、安全”等特点。环保,是巴特瑞生产线特色之一。据巴特瑞科技负责人介绍,在公司特有工艺下,电池无须放电,直接破碎,从源头上避免了传统工艺下电池“放电”可能产生的电解液污染。同时,针对电池拆解产生的有害气体,巴特瑞开发了“污染控制单元”,有效实现了无组织排放气体的收集和控制,最大化降低了工人和环境的污染风险。在效率方面,巴特瑞生产线能够兼容处理市场上主要类型的动力电池,且每分钟可处理6只300Ah电芯,铜、铝、隔膜、正负极粉料等分离回收率超95%。“剩余物料可用于建筑材料,真正实现对报废电池全面回收利用。”巴特瑞科技负责人介绍。此外,巴特瑞生产线处于密闭环境,全程自动化,无须人工参与,分离物料自动收集,也进一步避免电解液污染、有害气体外泄等情况发生,大大提高安全性能。据了解,依托母公司联美集团的雄厚实力,早在国家新能源汽车推广之初,巴特瑞就通过前瞻布局,专注于新能源汽车产业链的“最后一公里”——动力电池拆解回收,实现资源的再生利用,致力让废旧动力电池真正成为“城市矿产”。与此同时,作为动力电池回收利用国家标准制定的核心成员,巴特瑞科技还参与了现有全部8项国家标准的制定,其中《车用动力电池回收利用拆解规范》《车用动力电池回收利用余能检测》已发布实施。加速布局,助力国家战略实施根据中国汽车工业协会公布的数据,截至2019年年底,全国新能源汽车保有量达381万辆。随着新能源汽车购置补贴延长两年,“增加充电桩、换电站等设施,推广新能源汽车”写入2020年《政府工作报告》,新能源汽车销量料将持续增长。而新能源汽车销量多年快速增长,也带来了退役电池回收处理的新问题。新能源汽车国家大数据联盟此前发布数据,预计2020年我国退役电池累计约20万吨,其中累计梯次利用(回收)量约14万吨,直接报废量约6万吨。中国汽车技术研究中心则预测,到2025年,动力电池年报废量或达35万吨。“新能源汽车因环保而生,国家大力推广多年,生态效益来之不易。如果拆解回收做不好,报废的电池既危害生态环境、人体健康,也会造成资源浪费,无异于功亏一篑。”巴特瑞科技负责人表示。今年全国两会,民建中央提交《关于加快新能源汽车动力蓄电池回收利用的提案》指出,当前我国新能源汽车动力电池回收比例过低、回收利用顶层设计有待加强,2018年动力电池回收量仅占总报废量的7.4%。为此,民建中央提出了推动动力电池回收利用商业化发展等一系列建议。在京津冀,由于新能源汽车推广数量大、种类多、覆盖广,动力电池回收成为政府、业界重点关注的课题。根据相关预测,2020年三地将有3万余吨动力电池退役。2019年7月,工信部公布《京津冀地区新能源汽车动力蓄电池回收利用试点示范项目名单》,巴特瑞天津项目作为拆解回收示范项目,名列其中。巴特瑞科技负责人表示,考虑到电池拆解回收基地300公里的最优服务半径,“未来,巴特瑞科技将在长三角、大湾区、长江中部等新能源热点地区稳健布局,在这一朝阳产业持续深耕,与社会各界携手共进,助力新能源汽车国家战略的实施”。

作者: 沈阳蓄电池研究所新闻中心 来源:凤凰网
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动力电池行业上演拉锯战

随着全球新能源汽车产业的发展、中国双积分政策的落地以及欧盟碳排放趋严,眼下,包括奔驰、大众、宝马、丰田等在内的全球主流车企,纷纷开启电动化战略,各家的电动产品将在未来两年集中投放。数据来源:中国汽车动力电池产业创新联盟在业内人士看来,新能源车的热潮将带动动力电池行业全面爆发。眼下,无论是国内市场还是海外市场,一场动力电池企业的拉锯战,正在上演。■ “狼来了”?外资巨头重回中国市场日前,中国汽车动力电池产业创新联盟发布了5月份动力电池报告。在动力电池企业装车量方面,宁德时代、比亚迪、LG化学分别以1.59GWh、0.39GWh和0.37GWh占据前三。配套特斯拉国产车型的LG化学在5月超越了松下升至第三位,后者装车量为0.28GWh。值得一提的是,得益于特斯拉MODEL 3的热销,LG化学5月的电池装车量达到0.37GWh,与比亚迪的0.39GWh已非常接近。而在同期的2019年5月,装车量前三的位置,还是由宁德时代、比亚迪及合肥国轩三家中国企业占据。外资动力电池企业迅速“上位”,与动力电池“白名单”的解除息息相关。2019年年底,工信部《新能源汽车推广应用推荐车型目录(2019年第11批)》发布。其中,即将国产的特斯拉、奔驰、丰田等搭载外资电池的新能源汽车将首次在中国获得补贴。这意味着,中国动力电池市场,正式向LG化学、松下等外资巨头开放,动力电池“白名单”正式退出历史舞台。时间回到2015年,工信部发布《汽车动力蓄电池行业规范条件》文件,并在第二年公布了四批符合该条件的动力电池企业名单,即业界俗称的“动力电池白名单”。根据政策要求,整车厂只有配套白名单内动力电池公司产品的车型,才能享受到新能源汽车补贴,白名单中仅含中国动力电池公司,松下、LG化学、三星SDI、SKI等日韩动力电池公司均被排除在外。根据2019年第11批推荐目录,特斯拉在华国产车型配套松下、LG化学电池,北京奔驰搭载SKI电池,广汽丰田则选择了松下电池。随着以上品牌车型在国内市场的销售,也势必将拉动外资动力电池企业在华市场份额的增长。■ 动力电池企业忙跑马圈地在高工产业研究院看来,2020年中国新能源汽车市场将全面形成“外资+合资+自主”三股势力共振的局面,而不同的外资、合资、自主品牌对于电池的选择,将让动力电池前十排名变量丛生。事实上,国内动力电池行业的市场份额之争,已经开启。在经过了一波“坊间猜测”后,大众汽车集团入股国轩高科的消息,终于迎来实锤。今年5月底,大众汽车集团官宣,公司将投资约11亿欧元获得国内电池生产企业国轩高科26%的股份,并成为其大股东。签约各方计划在获得相关部门批准后,于今年年底完成相关交易。与国轩高科的合作,显然有利于大众电动车业务在华的规模化投产。而对于国轩高科而言,其服务对象主要为江淮、奇瑞、北汽及长安等整车企业,配套江淮IEV7、IEV7S、IEVA50、IEVS4,长安欧尚X7EV,北汽EC3,奇瑞eQ1等车型。这些车型的市场份额都相对有限,但随着大众这位大客户的加入,国轩高科动力电池装车量也将随之上涨。国内动力电池企业的领军人物,宁德时代与比亚迪,同样忙于找寻新的合作对象,尤其是能够布局海外市场的外资企业。据宁德时代方面介绍,在国内市场,宁德时代为上汽、吉利、宇通、北汽、广汽、长安、东风、金龙和江铃等品牌车企以及蔚来、威马、小鹏等新兴车企配套动力电池产品;在海外市场,则与宝马、 丰田、 戴姆勒、现代、捷豹路虎、标致雪铁龙、大众和沃尔沃等车企开展合作,获得其多个重要项目的定点,配套车型将在未来几年内陆续上市。“2020年,我们还将与特斯拉开展合作,供货期限为2020年7月1日至2022年6月30日。在此期限内,特斯拉将向宁德时代采购锂离子动力电池,公司的供货不局限于磷酸铁锂或三元锂电池,也不局限于国内市场”,宁德时代内部人士告诉记者。比亚迪则在今年初宣布成立五家“弗迪”公司,负责新能源汽车核心零部件的对外销售工作,这意味着,比亚迪旗下产品将面向全行业供货。除了北汽新能源、金康汽车、长安福特等与比亚迪达成合作之外,日前又传出了捷豹路虎正在与比亚迪就动力电池供应和生产进行谈判,未来比亚迪可能为此在欧洲地区设立电池工厂。■ “百万公里”电池时代或将开启市场竞争之激烈,已经显现。根据市场调研机构SNE Research发布的动力电池报告,2020年一季度,LG化学以27.1%的市场份额击败松下和宁德时代,成为全球市场占有率第一的动力电池企业。宁德时代以17.4%的市占率位居第三。对此,宁德时代表示,公司的生产运营因为疫情的原因在短期内受到一定影响,“4月份已经重回全球市占率第一”。可以看到,国内动力电池企业的主要战场仍为中国本土市场,国内新能源汽车市场的走势,直接影响其全球销量表现。除了积极布局海外市场,眼下,国内动力电池企业也试图通过技术升级、产品迭代,来提升竞争优势、扩大市场份额。“宁德时代已开发出可以使用16年、200万公里的电池,我们已经准备就绪,随时可以投入量产”,面对外资动力电池企业的发力,宁德时代方面认为:“我们的能量密度、充电速度、循环寿命等指标与外资竞争对手相比具有竞争力,成本上也具有外资竞争者不具有的规模采购、本地化供应优势。”另一边,比亚迪在今年年初推出“刀片电池”,据介绍,这款电池在体积比能量密度上比传统铁电池提升了50%,具有高安全、长寿命等特点。对于未来竞争格局,财通证券分析:“动力电池行业未来在集中度提升的同时,很可能出现宁德时代和LG化学的双寡头格局,LG化学有望凭借对材料体系的理解和产品的高品质卡位高端市场,宁德时代将凭借成本方面的优势卡位中低端市场,同时在技术端逐步积累后,有望扩大高端市场份额。”文/洪晗琪  行业声音中国动力电池企业尚未真正“走出去”2020年以来,中国和全球动力电池市场份额都出现了与以往不同的变化。全球动力电池市场格局方面,由于中国新能源汽车产销量下跌,而欧洲电动汽车市场大幅增长。两个整车市场的不同方向,拉动不同市场动力电池供应商的出货量变化。从中也可以看出,中国动力电池供应商还没怎么“走出去”,一旦国内需求不振,就极大影响销量。不过,这一点正在改变。宁德时代、比亚迪、孚能、亿纬锂能、国轩高科等多家中国动力电池厂都正在或者即将取得海外市场订单,从而也能享受国际汽车市场电动化的福利。在中国,LG化学市场份额的增长,全由特斯拉拉动。在中国不断开放电动汽车市场过程中,外资、合资车企也将开始发力新能源。它们选用的动力电池厂商,很可能也来自国外,这一趋势将是长期的。中国动力电池厂商占据绝大部分市场份额的情况不可能一直持续下去。外资动力电池厂商在中国,应该会有一定的市场份额。相比LG化学和松下,绝大多数中国动力电池厂商难言竞争优势。现阶段,中国动力电池厂商在国内供货关系上,和主机厂有先发的绑定关系,算是优势之一。此外,极少数中国动力电池厂商,在成本上也有一定优势。但是如果将产品品质一视同仁的话,中国动力电池厂商的成本优势可能也令人生疑。

作者: 邱锴俊 来源:北京晚报
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又闻量产,全球聚焦的固态电池要来了吗?

“固态电池取代三元锂电池将是今后的发展趋势。”这种看法近来业界舆论呼声较高。全固态电池是当前学术界的研究热点,也是产业界关注的焦点,它的安全性比起同电极体系的液态锂离子电池有明显提高,但在电动汽车上实际推广应用还需要时间。近日,随着哪吒汽车与清陶达成全面深度合作,共同推进固态电池的研发与应用。固态电池的话题再次成为相关热点,同时也预示着离固态电池真正的量产应用更近了一步。据悉,合众旗下第二款量产车哪吒U将首次搭载两家企业研发的固态电池,计划年底前量产500台。与传统锂电池相比,固态锂电池具有安全性能高、循环寿命长、能量密度高、耐受温度范围大、可柔性化等优点,可解决目前传统锂电池面临的安全性较差和续航里程短的问题,被认为是下一代锂电池的选择。谨慎乐观的固态电池固态电池虽有强大的优势,但在发展过程中,仍然存在待解的问题,有些关键性问题还需要有突破性进展。如目前固态电池几大待解难题有:温度较低的时候,内阻比较大;材料导电率不高,功率密度提升困难;制造大容量单体困难;大规模制造中的正负极成膜技术还需进一步研究等。有行业专家认为:真正意义上的全固态电池技术现在仍不成熟。其中,固态电池的固态界面接触性是重要的技术难点,即电解质与电极之间形成高电阻界面,还存在技术不确定性,未来还需要较长时间的科研攻关。好消息是,搭载固态电池的哪吒U电动车即将小批量产,据悉,该车的固态电池能量密度有望超过500Wh/kg,即如果一台续航600公里的锂离子电池电动车把电池换成固态电池,续航可以超过2000公里。如果真是这样,电动汽车的里程焦虑将不复存在。三元锂电池困境随着天气转暖,电动汽车自燃问题再一次触动了人们的神经。其中,自燃原因大多指向了动力电池。现阶段新能源乘用车大多采用三元锂电池,其材料体系为三元正极+液态电解质+石墨负极,而固态电池材料中没有可燃的液态有机溶液,安全系数相对提高了很多。据介绍,三元锂电池在200℃左右就会分解,并释放出氧分子,使燃烧更加剧烈。尽管目前动力电池在电池模块和系统设计方面,已经采取了先进的电源管理技术、冷却技术、密封技术、散热技术等,基本满足了电动汽车对安全性的要求,但依然存在着热失控、过热、起火燃烧等危险。导致其燃烧的根本原因,是锂离子电池电解质属于可燃的有机溶液。还有就是电池的能量密度,目前,三元锂电池单体能量密度已经接近极限,很难再有大的突破。有观点认为:依靠三元锂电池技术路线,动力电池能量密度难以突破350Wh/kg。而按照我国相关产业规划,动力电池的能量密度需要在2025年至2030年达到350Wh/kg。显然,开发新一代电池已迫在眉睫。固态电池好处与前景固态电池,是一种使用固体电极材料和固体电解质材料,不含有任何液体的电池。固态电池采用全新固态电解质取代当前有机电解液和隔膜,具有高安全性、高体积能量密度,同时与不同新型高比能电极体系(如锂硫体系、金属-空气体系等)具有广泛适配性,可进一步提升质量能量密度,在提高安全性的同时增加续驶能力,从而有望成为下一代动力电池的解决方案。目前,固态电池的小批量装车仍属于试验阶段,以期在实际应用中发现并解决问题。不过随着参与量产企业的增多,说明固态电池至少取得了阶段性进展,未来更加光明。全球聚焦固态电池无疑,固态电池技术正在成为世界范围内的竞争热点。全球多个车企和电池厂家发布了固态电池相关的研发进展。日本经济省曾宣布出资16亿日元(约合人民币1亿元),联合丰田、本田、日产、松下、GS汤浅、东丽、旭化成、三井化学、三菱化学等顶级产业链力量,共同研发固态电池,希望以成熟的固态电池技术在2030年实现800公里续航目标。韩国也不甘落后,目前,三星SDI、LG化学等都投入到固态电池的研发之中。据了解,三星的固态电池可能最初应用于手机上,下一步将开发车用动力固态电池。近日,三星与现代领导人会面讨论电池技术,引发了三星为现代提供固态电池的猜想。此外,LG化学也在研究固态电池,据称技术水平与三星不相上下。此外,宝马宣布与SolidPower公司合作研发固态锂电池;博世与GS汤浅电池公司及三菱重工共同建立了新工厂,主攻固态阳极锂离子电池;本田与日立造船建立的机构已研发出Ah级电池,预计不久后量产。国内在进行固态锂电开发的企业包括宁德时代、国珈星际、江苏清陶能源、台湾辉能、中航锂电等。其中,宁德时代以硫化物电解质为主要研发方向,采用正极包覆解决正极材料与固态电解质的界面反应问题。清陶能源研发高固含量的全陶瓷隔膜和无机固体电解质,目前已与北汽、哪吒汽车开展合作。国珈星际采用材料基因组技术,通过高通量测试技术确定聚合物固态电解质的最佳组成。此外,如赣锋锂业、比亚迪、万向123等也都宣布布局固态电池领域。技术创新决定未来固态电池实现了电池结构从电极材料+电解液的固液界面向电极材料+固态电解质的固固界面转化。在固态电池发展过程中,固态电解质主要有硫化物、氧化物、薄膜以及固态聚合物等多种方案。每种方案各有优缺点,也都在研发中取得了一定成果。据悉,大部分科研团队和企业目前处于基础研究到中试放大和小批量量产的关键环节。据介绍,在固态电池领域,中国最大竞争对手是日本。日本在硫化物类固态电解质方面的研究基础雄厚,正全力应用于固态电池的研发。中国更着眼于氧化物类固态电解质,并且已投产固态电池生产线。研发方面日本仍处于领先,但产业化方面中国有望赶超。尽管中、日布局的固态电池采用不同的电解质,但谁能率先解决稳定性问题,谁就能迅速占领固态电池的市场。业内专家普遍认为:新能源汽车转向固态电池只是可能的一个方向,目前被视为液态锂电池最有可能的替代者。但是否能够全面转向固态电池,还取决于固态电池本身的技术进步和市场推广。显然,目前说固态电池时代来临还为时尚早,但其希望无疑在逐渐增大。

作者: 林扬 来源:中国汽车报
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动力电池最好的时代过去了?

4月,两架特殊的国际航班分别飞往波兰和匈牙利,撕开了欧洲阻挡新冠疫情的马奇诺防线。飞机上到底是谁?为何他们能够让执拗的欧洲人心甘情愿敞开生命之门?答案很快浮出水面。两架航班当中,一架搭载了将进入LG化学波兰工厂的200名技术工人,而另一架搭载了SK Innovation派往匈牙利工厂的300名员工。欧洲电池告急,国门为之洞开。◆被迫营业的欧洲车企商人无利不起早。燃油车时代,以大众为代表的欧洲车企掌控着汽车产业的话语权,并没有动力大张旗鼓地干电动汽车。燃油车赚钱不快不稳不香吗?然而,欧洲2021年将全面实施最严减排法规,达摩克里斯之剑悬在了头顶。为了不挨罚,大家必须猛干快上电动车,可即便如此,多数车企大概率还是完不成减排任务。据英国咨询机构PA年初的测算,以目前的节奏,欧洲几大车企集团都会收到巨额罚单。从额度上看,大众是最惨的,可能又被罚45亿欧元,这笔钱相当于大众2019年息税前利润的25%。地主老财也扛不住老这么被罚呀!若想完成2021年的减排目标,欧洲2021年的电动车销量必须要比2018年再多250万辆才行。250万辆什么概念?大众的ID.3生产线,2020年的规划产量是10万辆,那么,一共需要至少26条这样的产线,加足马力,齐齐开工并将造出来的电动车全部卖出去。电动车,造就完了!但“大众们”他没电池啊!疫情期间,紧急召集LG化学和SK Innovation复工,也只是解燃眉之急。◆中国电池的西征一穷二白的动力电池家底,让被迫营业的“大众们”眼下只能仰人鼻息,早早坐上牌桌的中国供应商也占得先机。以大众为例,其MEB平台已分四批锁定了不同的电池供应商,前两批采购量是60GWh,供应商是清一色的亚洲供应商,宁德时代拿到了最大的单子。2025年MEB平台的预计需求量是150GWh,后续的供应商还未流出,谁还有机会卡位?目前,包括宁德时代、蜂巢能源、三星SDI、LG化学等在内,亚洲电池厂商在欧洲的规划总产能已经超过了200GWh,占已公布总规划产能的7成多,仅宁德时代一家的规划量就有100GWh。一张电池工厂布局图,就是一张欧洲电池战事图。尽管已将大众和宝马收入朋友圈,但宁德时代95%的市场还是在中国,比亚迪的开放外供还未落地成响,国内动力电池市场“眼见他起高楼,眼见他楼塌了”的淘汰赛却已如火如荼。那么,当欧洲电动车市场轰然开启的时候,迎接中国动力电池的,是一个好时代还是坏时代?◆欧洲电池的东进对于电动化命门被中韩电池供应商掐住了的现状,当惯了大哥的“大众们”是不会答应的。大众CEO赫伯特•迪斯就曾公开说过,“从长远来看,我们不能让自己依赖少数亚洲电池制造商。”言外之意相当明显,老子不能给中韩当小弟,老子决定突破封锁线。这事儿大众还真做过。2018年时,大众一度提出要自建超级电池工厂,也曾试图与SK Innovation合建工厂。但结果呢?其供应商LG化学反手发来一封威胁信,“一旦大众付诸行动,LG化学将断供。”不光大众有“逆反”之心,整个欧盟也有。自2018年6月起,欧洲政企联手在动力电池领域的投资已达103亿欧元,目的就是为了培植本土血统,维护自己的话语权。目前来看,比较靠谱的有两家——一家是已投建的“国家队”Northvolt,2021年预计产能16GWh,2023年32GWh,更长远的目标是2030年产能达到150GWh;另一家是PSA与Saft的合资公司ACC,号称“电池空客”,可这架空客2023年才能在法国建成第一个产能24GWh的工厂,2028年在德国建成第二家同等体量的工厂。另有德国TerraE牵头的电池联盟,整个联盟2020年的产能仅4GWh;野心勃勃的挪威初创电池企业FREYR,计划2021年开始建厂,2023年规划产能32GWh,现在还在满世界买负极材料。如此算来,即便不脱靶,2021年欧洲自己的电池厂最多只能拿出20GWh的电池来, 20GWh,杯水车薪!2030年,Northvolt和ACC满打满算能提供200GWh的电池,而欧洲市场的需求量预测是443GWh。十年后,还要被中韩电池吊打吗?◆是时候主动东进了。于是,大众斥资11亿欧元收了国轩高科26.47%股份,成为第一大股东。与之对比的是,对本土的Northvolt,大众花了10亿欧元收了其20%的股份。国轩高科,中国第三大电池供应商,磷酸铁锂电池单体能量密度已经达到190Wh/kg(这简直太适合大众以“小型电动车”切入中国市场的计划了,完美!),三元NCM811软包电池样品能量密度302Wh/kg,后面再投一把,迅速抹平技术差距也不是没有可能。而且,国轩高科还有不小的产能储备——2019年产能16GWh,2020年将扩充至28GWh,2023年至少为44GWh。这比大众老家的那些个“蓝血”们可强了不是一点半点,最重要的是,第一大股东,国轩高科得听话啊。这下好了,自家本土的产能慢慢培育,眼下先用着LG化学或宁德时代们,等将来嫡系国轩高科崛起,再顺势换掉,看起来真是顺风顺水的事,再也不受别人要挟的感觉贼好。这并不是臆测。2019年大众动力电池的88%来自宁德时代供货,依赖度太高了。收购宣布未久,大众就公开表示:当前大众系电动车型仍会采用宁德时代的电池,但后期将引入国轩高科的电池,上汽大众、一汽-大众、江淮大众都会用。潜台词已经相当明显了,宁得时代终归是要被抛弃的,就在它的大本营中国市场。 ◆电池“世界大战”前夜颤抖的岂止宁德时代。一顿操作猛如虎的中国动力电池产业,最好的时代恐怕已经过去了。今年第一季度,全球动力电池装机量同比下降了14.2%,中国电池商的装机量下降了54.3%,LG化学和松下联手将宁德时代赶下了第一的宝座。变天了!去年以来,动力电池江湖已经风谲云诡:★2019年1月,德国宣称,在未来3年内将在动力电池领域投入超过400亿欧元,2035年产出270GWh;★2019年6月,中国动力电池“白名单”废止,国内动力电池保护伞揭开,日韩巨头开始加速回归中国市场;★2020年初,LG化学拿到了欧洲投资银行的贷款,打算将波兰工厂的产量从35GWh扩大到65GWh,并导入了8条“宽幅高速”产线;★2020年年初,丰田与松下宣布2020年底前将成立合资公司,广汽丰田、一汽丰田的动力电池供应商可能易主;★特斯拉上海工厂生产步入正轨,松下已有在中国生产电池的计划,但特斯拉“苦松下久矣”,不但将LG化学引入了供应体系,还有自建电池厂的打算;★2020年5月,宁德时代与比亚迪爆发口水战;★5月25日,750个欧洲人通过网络会议讨论了欧洲《BATTERY 2030+》技术路线图;★5月28日,大众收购国轩高科26.47%股份;★戴姆勒被爆计划参与孚能科技4.8亿美元IPO。你看,新的时代要收留谁、抛弃谁,其实已经在打招呼了。中国电池企业的好时代结束了,外有日韩强敌和欧洲新势力的发力,内有“旧势力”的窝里斗,如若不然,宁德时代与比亚迪也犯不上为了“针刺”大打口水战。不久的将来,国内动力电池市场将以多极竞争厮杀,“宁德时代+比亚迪”为1极,韩系为2极,而第3极可能就是站在大众背后的国轩高科。站到金主背后的会仅有国轩高科一家吗?虽然戴姆勒对参股孚能科技的传闻进行了辟谣,但辟谣之后就官宣的事儿咱们已经见了不少。当年笏满床,曾为歌舞场。欧洲车企的被迫营业,终结了中国车企的独角戏时代,主机厂踏破门槛只为一块电池的时代结束了,诸侯进场,动力电池的“世界大战”即将爆发,且,不仅是量上的PK,更是硬核技术和全产业链的PK。大战前夜,排兵布阵,中国电池,可妥了?更多车市解析与车圈故事,欢迎关注车市物语公众号——微信号:autostinger。(文/车市物语)

作者: 沈阳蓄电池研究所新闻中心 来源:汽车之家
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宁德时代将生产200万公里续航电池 长寿命电芯真的可实现吗?

近期,长寿命电池成为业内的热门话题。今年,马斯克表示特斯拉将在2020年推出一款使用寿命达100万英里的新电池,随后通用汽车的执行副总裁道格·帕克斯表示,通用正在研发累计续航里程达100万英里的电池。而近日宁德时代的董事长曾毓群表示,准备生产一款行驶里程达200万公里且使用年限为期16年的电池,引起了行业和消费者的高度关注。对于这次的技术突破,我们将主要聚焦和探讨两个问题:为什么动力电池寿命到目前突然有了技术突破?目前的技术突破究竟在哪些方面?是否真正具有可行性?长寿命电芯能做成吗?车企宣布做长寿命电池,总的来说对行业乃至社会都带来很高的便利性。从电池原理的角度来看,可能电池企业会做以下几大方面的处理:一、 正极单晶技术:单晶材料显著区别于三元二次球材料,具有更高的结构稳定性,更低的比表面积,更少的表面缺陷和更高的真密度等诸多优点。对单晶材料进行掺杂包覆等一定的优化后,使用单晶材料在提高电压的同时依然可以保证材料的循环性能,可兼顾电芯的能量密度和循环寿命,这是一个基本点。二、负极表面修饰:开发了“自修复”负极材料,新的负极材料可以自动修复使用过产生的少量SEI膜缺陷。三、电解液的匹配开发:为了解决日历寿命的问题,可以努力改善高温循环性能,在电解液中加入特殊的正极成膜添加剂;优化了电解液的溶剂种类及比例,从而获得更稳定的固液相界面,更高效的离子传输,更宽的温度响应区间等优异特性;电芯表现出优异的高温长循环性能和低温放电、功率性能。图1 宁德时代法兰克福车展上的技术讲解从目前现有的信息来看,我们可能能看到电池技术在寿命方向上新分出来一种新的分支,在追求成本和追求能量密度之外追求长寿命电池这种新的品类,目前不确定是否能实现100万英里还是200万公里,我们应该能看到电池寿命会比之前10万英里或者15万公里有大幅的提高。长寿命电池为社会带来减排效应长寿命电池究竟会带来哪些突破性的变化?长寿命电池如果真的能够突破了,对于消费者来说肯定有很大的便利性。比如对于大部分车主来说,平常上下班一天都在50公里以内,极端一些的可能在80公里左右,一年下来在1.5万-2万公里,从保有8年来考虑,也就是整个第一次使用周期会有12万到16万公里的里程积累。按照目前国内主流标准,动力电池的保修期为8年15万公里,如果长寿命电池开发成功的话,可以大大增加电动汽车的残值(是指在一项资产使用期满时预计能够回收到的残余价值),特别是动力总成对应的残值。电动汽车本身是和电网高度依存的,电动汽车每天需要从电网上使用电能作为驱动的窄体,而纯电动车辆与电网的互动,实现高效的双向传输、控制负荷,以及规模车队的管理是关键。电池的寿命瓶颈能够解决,就可以为电网的优化其可再生能源的利用。电网是有峰谷之分,也就是白天可能是用电高峰,而凌晨可能是用电低谷。电动汽车的大量电池,可以满足电网削峰平谷的需求,也能有效的降低用电成本,对整个社会效益和环境来说是非常友好的。从更长远的角度来看,如果电池能够长寿命,那么未来大量公用的车辆,电动巴士、出租车和网约车甚至是未来的自动驾驶的车辆,就可以不拘束的使用,能够为社会创造出更多的减排效益。图2电池寿命的感受几个阶段还有一个重要点:动力电池的寿命限制在哪里?从技术的角度来说,我们正常在使用电芯中往往会观察到三个阶段:第一阶段是初始容量的增加:电池的容量是一个重要的参数,其值由正极材料容量、负极材料容量、负极-正极容量比,负极一般会比正极在几何尺寸上拉长一些。实际上电池企业也会在这个上面把额定容量的数据进行一定幅度的调整,以匹配实际的出厂容量的公差范围。所以一般都能观察到初期的容量,是高于额定容量,并持续一段时间。第二阶段是电池的线性容量损失:电池不管是放在那里还是循环使用,电芯内部都会出现老化。如下图所示,从微观尺度角度来看,电池的主要材料由正极、负极、电解液和隔膜等材料所组成。为什么能量会不停的衰减?实际上电池本事是电化学储能,容量衰减的机理主要是在内部已经发生了很多不可逆的负反应。图3 电芯的寿命衰减的机理容量衰减跟正极、负极、电解液都有关系,从材料还有物理化学的角度分来看:正极材料,在循环过程中会有不可逆的相变,还有金属离子溶出;正极材料颗粒破碎,粘结剂分解和正极材料晶体结构改变等因素,会导致一部分正极活性物质失去嵌锂等能力;负极材料中会有活性物质脱落,粘结剂分解等因素,都会导致部分负极活性物质颗粒失去与导电网络的导电连接,从而使其无法嵌锂,造成锂离子电池容量损失。经历了第二个阶段后期会迎来电池寿命的终点快速蜕变:这个一般是崩坏的过程,最好这个时候拆解一下电芯,并记录一下崩坏之前的各项参数特性。这是一个标志点,也是车辆从相对健康到很难使用的转折点。实际上,动力电池在和电动汽车设计中,容量衰减预测和分析,是非常重要的。工程师们通过考虑不同的影响因子,包括环境温度、不同使用电池放电深度和使用工况构建数学模型,对整个电池的可用性要做出大量的验证工作。如下图所示,实际上电池的衰减也是呈现出一定的离散型,在16万公里质保期内努力设计成不会快速跳变的状态。图4 特斯拉之前的电池所呈现出来的离散型总的来说,动力电池的寿命限制主要还是在电芯材料和电芯设计层面,主要是电池内部副反应的微观层面的变化日积月累导致了电池的衰减。如今车企和电池企业按照长寿命电芯的设计预期,对于消费者来说是大好事,对于整个产业来说有了更多的可能性。当然这种技术突破是否真正能够兑现200万公里和16年,并且成本上只上升10%这样的豪言壮语,是否带来其他的性能折中,我们还是持有谨慎态度,对电池的后续开发成果拭目以待。

作者: 沈阳蓄电池研究所新闻中心 来源:腾讯新闻客户端
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IAM-AWP热量计中心:通过量热学可以提高电池的寿命和安全性

据外媒报道,卡尔斯鲁厄理工学院应用材料学院(IAM-AWP)热量计中心的负责人Carlos Ziebert博士解释,如何通过量热学提高锂离子电池和锂电池的寿命和安全性。IAM-AWP热量计中心成立于2011年,目前运营着欧洲最大的电池量热学实验室。该中心提供六个大小不同的加速速率热量计,能够对不同规格的电池进行测量,可以在绝热和等周期(quasiadiabatic and isoperibolic)的环境下,根据正常和滥用条件(热、电和机械),从材料、电池和电池组级别,评估锂离子和非锂电池的热力学和热安全数据。这些数据可应用于电池价值链的各个层面,比如安全材料设计,以及热管理和安全系统的优化。在材料层面上,差示扫描量热仪(DSC)、激光导热分析仪(LFA)和非常灵敏的塞塔拉姆C80 Tian-Calvet型量热仪,提供了热力学参数,比如热容、导热系数或材料层面的生成焓等。较大的塞塔拉姆MS80 Tian-Calvet型量热仪,甚至可以匹配21700圆柱形电池。通过直接热流测量,可以非常准确地测定电池在循环过程中产生的热量。利用3D传感器布置来测定热流,其中样品和参考容器都被带有数百个热电偶的环所包围。非锂电池这些研究对非锂电池尤为重要。非锂电池利用更加丰富的材料(如钠、镁),而不是锂、镍和钴,并且是 POLiS(非锂储能)卓越集群(POLiS Cluster of Excellence)的研究重点。该项目每年的预算约为700万欧元,计划实施7年。在这个集群中,IAM-AWP热量计中心负责热特性和安全测试,首先进行小规模测试,然后持续安全地扩大电池规模。目前的锂离子电池显而易见,消费者是否愿意采取目前的锂离子电池技术,在很大程度上取决于安全问题。因为电池可能因为热失控而着火爆炸,同时释放有毒气体。因此,对于交通和固定存储电气化来说,热管理和安全性至关重要。通过这六种强大的加速速率热量计,可以有效提升电池的热管理、循环寿命和安全性。充放电过程中热量的产生和耗散,与电池循环器相联系。为了进行相关研究,将电池插入等周期环境热量计(恒温量热计)或绝热量热计(无热交换量热计),通过位于量热计舱盖、舱底和侧壁的加热器和热电偶,调整环境条件。在热管理系统应用中,通过确定比热容和传热系数,将所测得的温度数据,转换为产生和散发热量的数据。可以通过日历老化和循环老化试验,对电池的循环寿命进行研究。在固定的时间间隔内,观察电池产生的热量和温度变化,作为健康状态的参考值。当电池达到其终止标准时,利用熵测量和电化学阻抗谱,来测量可逆和不可逆热。这些数据可以作为电等效电路模型和老化模型(基于阻抗)的相关参数。此外,还对一些电池进行事后分析,即在惰性气体环境中分解,并确定其化学成分、形态和电极结构的变化。此外,新电池的安全性,以及老化的潜在危险性,可以通过在加速速率热量计中进行下列三种安全测试来定量确定:电气滥用:外部/内部短路试验、过充试验、过放试验。机械滥用:钉状物测试。热滥用:加热-等待-搜寻试验、斜坡加热试验、热传播试验。观察自热、热稳定性和热失控,确定电池安全运行的关键参数及其临界值。另一个重要问题涉及气体排放,可在滥用试验期间收集这些气体并进行移地分析。气相色谱分析法采用两种检测器,对气体进行检测和定量,包括质谱分析和热导检测器。了解各种电池滥用情况下产生的气体成分,揭示相应的分解途径,并提示所需要采取的防护措施,例如,延迟或防止由排气物着火或热逃逸引起的电池火灾。综上所述,电池量热法提供了相关定量和系统数据,反映电池和材料的温度、热量和压力变化,为开发电池提供快速反馈信息,并可作为模拟输入数据加以利用。

作者: 沈阳蓄电池研究所新闻中心 来源:盖世汽车网