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无钴，能否掀起动力电池革命？
“如果把成本、安全和寿命问题都解决了，无钴电池对行业的影响会非常大。”5月18日，蜂巢能源在线发布了两款动力电池产品——115Ah容量无钴电芯和L6薄片无钴电芯。据悉，这两款产品将于明年落地，蜂巢能源也将由此成为全球首家成功研发无钴电池的动力电池厂商。“含钴比例一直在降低，从最早的钴酸锂中的59%，到目前应用广泛的NCM523（镍钴锰比例为5:2:3）中的12%，再到下一代NCM811中的7%，直到今天，正极材料中的钴含量减到0，钴终于被彻底去除。锂电池行业迎来一个全新的品类——无钴电池。” 蜂巢能源总裁杨红新在发布会上介绍，蜂巢能源无钴电池已达到量产条件，将实现整车续驶里程超过800公里，超过15年120万公里的使用寿命。钴作为稀缺资源，价高量少，占据了动力电池正极材料30%的成本。因此，低钴、无钴一直是动力电池车厂商研发的重点。主流企业密集研发事实上，无钴材料并非是蜂巢能源的独创，在无钴材料的开发道路上，科学家们已经持续走了20年，主流动力电池厂商，如LG化学、松下电池、宁德时代都在进行低钴和无钴研发。在宁德时代日前召开的2019年业绩说明会上，董事长曾毓群透露，宁德时代有自己的无钴电池技术储备，目前研发进展顺利，“因为是一个全新的、颠覆性的产品”，目前正想办法完善供应链。此前特斯拉CEO马斯克也曾多次提到降低动力电池中钴的比例，争取在下一代电池中完全抛弃钴。蜂巢能源抢先一步推出无钴电池并不容易，其无钴电池是去掉镍钴锰电池中的钴材料，用镍锰酸锂代替。“镍锰酸锂材料能量密度较高，被寄予厚望。虽然理论早就有了，但我们更关注可量产性。”杨红新坦言，无钴化要解决镍锂混排、循环性能等问题。“蜂巢能源通过阳离子掺杂技术、单晶技术和纳米网络化包覆三大‘黑科技’解决了上述问题。材料开发成功后，电芯层面还要进行整个体系开发，通过对电解液、负极材料以及其它辅助材料添加剂的设计优化，不断验证，突破这些技术瓶颈，使体系成熟、定型，达到量产条件。”官方信息显示，蜂巢能源此次发布的无钴电池性能优越。第一款产品是基于590模组的电芯设计，容量为115Ah电芯，能量密度达到245wh/kg，该产品是在通用化电芯尺寸基础上完成的，能够搭载到目前大部分新的纯电平台上，在整车端能够实现15年120万公里超长使用寿命，将于2021年6月份推向市场；第二款是L6薄片无钴电芯，容量为226Ah,目前这款产品正与长城汽车一款高端车型做适配性开发，可实现880公里的超长续航，预计在2021年下半年推向市场。杨红新透露，蜂巢能源无钴电池未来在整车的应用场景非常广泛。“除了国内市场外，我们还在积极拓展欧美高端市场，目前有两家欧洲客户正跟我们积极接触。”有助于提升电动汽车综合性能“在目前全球钴元素消耗中，一半左右用在锂电池上，包括车用锂电池和其它消费类电子。每部iPhone手机要用10g左右钴，而每辆特斯拉电动汽车要用约13.68kg。”杨红新表示，随着新能源汽车的迅猛发展，钴的需求量持续激增，如果不考虑回收，2026年钴将供不应求，有限的钴元素资源，无法支撑新能源汽车无限的发展空间。资料显示，全球陆地钴的储量约为710 万吨，其中80%的钴分布在刚果（金）、澳大利亚和古巴等国。作为稀缺资源，钴价格从8万元/吨涨到最高60万元/吨。杨红新表示，行业对无钴期望极高，将有效降低动力电池成本。钴是动力电池正极材料中的重要元素之一，不但可以稳定材料的层状结构，还可以提高材料的循环和倍率性能。电池无钴，如何保障电动汽车的安全和性能？杨红新介绍称，无钴电池产品已通过国标和欧标的全部安全性测试，其安全性能优于目前的高镍三元电池。发布会测试视频显示，普通高镍三元电池在140℃高温静置结束半小时后起火，而无钴电芯在150℃高温静置结束半小时后未发生起火现象。在杨红新看来，仅掌握无钴材料还不够，叠片设计工艺可使无钴电芯在能量密度方面再提升5%，循环寿命再提升10%。因此，此次蜂巢能源发布的无钴电池兼具高安全、高能量和高寿命的特点。数据显示，蜂巢能源无钴电池的循环寿命在DOD为92%时达2500个循环，优于高镍三元电池；同时，长续航性能支持单次充电可行驶880公里，为目前电动汽车行业已知量产车型中最高续航里程。动力电池技术“百花齐放”此前，业内对蜂巢能源的关注并不多。杨红新笑称，他们是“锂电新势力” 。据了解，蜂巢能源前身是长城汽车动力电池事业部，自2012年起开展电芯的预研工作，2018年独立为蜂巢能源，业务涉及下一代电池材料、电芯、模组、电池系统、BMS等的研发和制造。原国家 863 电动车重大专项动力电池测试中心主任王子冬表示，蜂巢能源要在降成本工艺研究上，进一步挖掘潜力，使其接近磷酸铁锂，在无钴的情况下，把电压平台、能量密度和克容量拉高，来稀释镍材料的成本影响。“如果把成本、安全和寿命问题都解决了，无钴电池对行业影响会非常大。”目前动力电池行业主要采用两种技术路线，一种是以镍钴锰、镍钴铝为主要材料的三元锂电池，其能量密度高、续航里程长，可满足车辆高能量要求；另一种是磷酸铁锂电池，其安全性好、成本低，但续航里程不尽人意。随着技术的进步，动力电池产品持续创新攻关，行业已呈现“百花齐放”态势。今年三月，比亚迪正式推出磷酸铁锂“刀片电池”，其体积利用率相较于模组电池包提升了50%以上，续航里程达到高能量三元锂电池同等水平；宁德时代CTP技术也一直是业内关注的“黑科技”，不仅能应用于磷酸铁锂电池上，未来也可能应用于三元锂材料，其能量密度可以达到250wh/kg以上；固态电池的研发也在加快推进中。此外，特斯拉推迟到6月举行的“电池日”上会放什么“大招”，也备受行业关注。业内人士认为，动力电池厂商的竞争已日趋白热化，但电池技术路线最终都指向了无钴化、更低成本和更高性能。动力电池的发展也将提升电动汽车产业市场化水平。
来源：中国能源报
LG注资通用汽车合资电池！电池价格或大降
《科创板日报》（上海，研究员 何律衡）讯，据韩媒《Business Korea》上周日（24日）报道，全球锂电池龙头LG化学于当天发布的业务报告显示，该公司于4月首次向其与通用汽车合建的电池工厂Ultium cell注资3529万美元。去年12月，LG化学与通用宣布，计划到2023年为止的4年内，向Ultium cell投资共计2.7万亿韩元（约为21.73亿美元）。据悉，Ultium cell投入运营后，LG化学将在美国建立两个生产基地。根据此前报道，新工厂的规模将有望与特斯拉和松下建立的千兆工厂相媲美。目前，LG化学位于荷兰和密歇根的工厂产能为每年5 GWh，而未来Ultium cell的产能将达到每年30 GWh时。与此同时，公司还将加强自身在亚洲和欧洲的电池生产能力，计划到2021年底与中国汽车制造商吉利（Geely）建立一家合资电池厂，产能为10 GWh；波兰的弗罗茨瓦夫工厂将通过扩产将产能提高至每年60 GWh。若该系列计划得以顺利进行，到2023年，LG化学的全球电池产能将达到200 GWh，可为330万辆纯电动汽车充电，一次充电可供其行驶380公里。今年以来，LG化学在电池领域表现亮眼，第一季度装机量达到6.07GWh，取代宁德时代排名全球第一，松下与宁德时代分居第二、第三。本月初，LG化学与通用召开新闻发布会提出，计划于2022年开始规模化量产新一代NCMA（镍、钴、锰、铝）电池，并通过建立工厂，将锂电池的价格降至每千瓦100美元以下，将其应用至2022年推出的新能源汽车上，以取代特斯拉在该领域的龙头地位。据了解，NCMA电池将稀有金属钴的比例降低到5％左右，镍含量提高到90％，并添加铝以保持与当前产品相同的稳定性。与目前市面上常用的NCM电池（镍含量60％，钴含量20％，锰含量20％）相比，可以显着降低单位成本并提高产量。相关数据显示，电池约占电动汽车制造成本的40％。目前，批量生产的电动汽车电池的价格约为每千瓦时150美元，若LG化学与通用成功将价格压至每千瓦100美元，无论对新能源汽车行业还是特斯拉来说，都将造成冲击。来源：科创板日报，财联社
来源：《科创板日报》
宁德时代：刀片电池也并非100%安全
这一结果的国内电池巨头宁德时代坐不住了。众所周知，宁德时代为多家主机厂提供电池设备，并主要以三元锂电池为主。宁德时代内部人士表示：动力电池的安全性主要表现在系统热安全、机械安全、电气安全以及功能安全，而不止是电芯的安全。在其看来，针刺单体电芯就类似于点火测试汽油、柴油的易燃性，完全忽略了油箱的保护作用。现实状况下，电芯被针刺的情况不会发生，电池包底部“钝刺”和挤压才是更符合真实场景的测试方式。磷酸铁锂电池更容易通过针刺不是因为技术先进，而是因为材料本身热稳定性好；而三元锂电池能量密度高，对于针刺确实存在挑战，但也并非无法完成。也就是说，通过针刺测试的电池不一定安全，而不做针刺测试也不等于电池就不安全。该内部人士还表示，宁德时代支持新国标《电动汽车用动力蓄电池安全要求》取消针刺测试，并希望行业关注的方向集中到整个系统层面的安全问题。与此同时，宁德时代董事长曾毓群作为全国政协委员，在两会上提交了两份电池领域的政协提案。曾毓群认为，推进电化学储能建设，能够助力“新基建”。他建议，强化顶层设计，将储能纳入国家能源发展规划，明确储能的法律地位；同时，建立价格机制，完善标准和管理体系等。（消息来源：亿欧汽车；编辑/汽车之家 翁萌）
来源：汽车之家
2020-2024年世界应急照明电池市场规模有望增长6.342亿美元
国际市场研究机构Technavio在其报告中指出，2020-2024年，世界应急照明电池市场规模有望增长6.342亿美元。全球安全参数和法规的不断提高是对市场增长产生积极影响的主要因素之一。根据Technavio的应急照明电池市场分析，到2024年，该行业预计将以6％的复合年增长率增长。行业需要应急照明，住宅建筑也需要应急照明。各国政府在安全法规方面的全球增长推动了全球应急照明市场的增长，这将随后推动应急照明电池市场的增长。智能应急照明系统的出现是最新的应急照明电池市场趋势之一，它将在未来几年内促进该市场的增长。应急照明制造商将重点放在智能应急照明系统技术上，因为消费者发现安装后难以手动测试应急灯。智能解决方案在全球范围内具有各种功能的各个行业中的兴起导致消费者转向智能解决方案。2019年，北美是最大的应急照明电池区域市场，在预测期内，该地区将为市场供应商提供一些增长机会。北美已建立的应急灯市场以及美国职业安全与健康管理局（OSHA）和美国国家防火协会NFPA制定的有关在出口路线安装应急灯的严格规定提高了应急灯的使用率。在预测期内，这将大大推动该地区应急照明电池市场的增长。但是，在预测期内，39％的重要市场份额将来自亚太地区。中国和日本是亚太地区应急照明电池市场的主要市场。由于其成本效益和高能量存储能力，发达国家对应急照明系统中这些电池的需求增加等因素，将在未来几年推动该行业的增长。从电池类型来看，镍镉电池领域的市场增长将慢于铅酸电池领域的市场增长。
来源：电缆网
英国两大能源公司将携手投建英国首个陆上大型电池工厂
AMTE和Britishvolt贵司宣布，双方将携手合作建设英国首个全闭环生产电池芯工厂GigaPlant，以期满足汽车和储能市场电池供应。双方已就此次合作签署了谅解备忘录（MoU）。双方将通过优势互补，积极扩建陆上制造供应链。此次合作的成功将使多种锂离子电池产品组合的规模化生产成为可能，促使该国实现零突破，推动英国电气化道路快速发展。AMTE Power公司首席执行官Kevin Brundish表示:“我们很高兴与Britishvolt公司合作，探索在英国建立一个大规模的生产设施，并感谢APC对我司进行了介绍。”“最近的全球危机进一步突显了拥有强大的陆上供应链的重要性，而建造一个千兆瓦工厂将使英国在服务汽车和储能市场方面处于有利地位。”锂离子电池的规模化生产是电动汽车的关键，将带来新的制造收入和就业机会，AMTE对电池供应尤为关注，这也是英国一贯在电池创新方面的延续。”“与AMTE Power公司的目标一致，AMTE Power公司正在寻求增加他们在英国的现有生产能力，我们的雄心是在英国政府的支持下建立一个超过30千兆瓦时的工厂，在此过程中创造多达4000个工作岗位，”Britishvolt公司的首席执行官Lars Carlstrom补充说。“要实现零排放目标，并将英国转变为低碳经济，就必须实现前所未有的汽车电气化，而对可再生能源的依赖将需要大量的电池储能。”从远东进口锂离子电池成本高、碳排放多，而这个巨型工厂将巩固坚实的陆上供应链，以确保质量并消除未来供应的不确定性。”APC首席执行官伊恩康斯坦斯(Ian Constance)表示，消费者观念的积极变化导致需求增加，电池创新方面的技术进步，对电动汽车的健康发展非常有利，而英国是一个非常适合实现绿色能源投资增长的国家。康斯坦斯表示:“它拥有丰富而多样化的供应链、快速脱碳的能源供应和创新文化，以及政府通过强有力的产业战略提供的支持。”“随着实现净零目标的步伐和规模加快，英国在设计、开发、制造和出口高价值电池技术方面处于有利地位。”这是一个积极的证明，AMTE power和Britishvolt意识到英国在这方面具备的巨大潜力，因此将英国定为实现他们电池工业化探索旅程的首选国家。”
来源：集邦新能源研究
电池系统能量提升“争奇斗艳” 大模组/无模组时代加速到来
能量密度是动力电池最关键的核心指标之一，从很大程度上来讲，整车在同等质量下动力电池的系统能量密度越高，电动汽车的续航里程则越长。近年来，随着锂电池技术研发的不断深入，动力电池系统的能量密度在逐年提升。特别是龙头企业，在电池系统能量密度提升方面争奇斗艳，“八仙过海，各显神通”。能量密度提升空间巨大 “动力电池在能量密度上有非常大的发展空间，潜力无限，值得大家发挥优势，共同去研究，为未来出行提供更强动力。”蜂巢能源科技有限公司总经理杨红新表示，能量密度足够高时电池体积可以大幅缩小，甚至能缩小到只占电动汽车底盘中间通道位置，而且几乎碰撞不到，安全系数也有提高。从数据来看，工信部公布的《新能源汽车推广应用推荐车型目录》（2020年第5批），纯电动乘用车车型的电池系统量密度大幅提升，电池系统能量密度在160Wh/kg及以上的车型已占据半壁江山。其中，SKI为北汽高端品牌极狐配套的ARCFOX α-T，其系统能量密度已经高达194.12Wh/kg。实际上，2019年动力电池系统能量密度呈现明显增长趋势，市场上已批量应用的三元电池和磷酸铁锂电池系统能量密度最高分别可达 182.44Wh/kg和144.9Wh/kg，较2018年同比增长10.3%和2.3%。在国家财政补贴政策和市场的双重作用下，2019年140Wh/kg及以上车型已成为市场绝对主体，140(含)-160Wh/kg和160Wh/kg以上车型产量占纯电动乘用车总产量的比例分别为63.1%和29.1%。电池包系统层级创新优化 当然，提高电池能量密度方式有很多种，材料优化是主要途径。例如近年来在乘用车领域，传统的磷酸铁锂市场份额逐渐被三元所蚕食；而在三元领域，越来越多的动力电池厂商从NCM111和NCM532向更高镍的NCM811和NCA材料进发。除了通过改善电池材料性能，以提升电池的单体能量密度以外，电池包系统层级的创新优化也是一种提高能量密度的有效方法。今年5月，江淮全新电动轿车江淮iC5正式上市，采用了NCA（镍钴铝）21700圆柱电池单体，相比于广汽Aion S和几何A搭载的NCM 811电池，NCA电池的能量密度更高。而最大的亮点，江淮iC5的电池组采用了“蜂窝”结构的仿生设计，采用全新的UE（Unitized Encapsulation）外延包覆模组技术进行单元化封装。“蜂窝”结构的电芯尺寸小，模组结构灵活，可以充分利用电池包不规则空间，获得最大电池包能量，实现了530km的超长续航。众所周知，目前市面上常见的电池包（pack）很多基于小模组+电池包内各种固定件、支撑件得来，过多的结构组件占据了相当多的体积和质量，所以整体集成效率大大降低。而简化电池包上的装配支撑结构，使得整个电池包结构明显简化，甚至形成近似于电芯-电池包的两级集成方案，也成为不少企业倾向选择的技术方向。在电池包的集成简化方面，宁德时代的CTP和比亚迪的“刀片电池”最受瞩目。2019年9月，在德国法兰克福国际车展上，宁德时代推出了全新的CTP方案（Cell To Pack），改变了原有的“电芯-模组-电池包”结构，电芯直接集成到电池包里。同月，宁德时代和北汽新能源举行了全球首款CTP发布仪式，北汽EU5将成为首款搭载该电池的车型。宁德时代CTP技术路线，其核心是减少了模组数量，直接由多个大容量电芯组成标准化电池包，再灵活堆叠组成更大的电池模块，适应不同款车型的配套需要。根据宁德时代公布的资料，相比于传统电池包，CTP 可以使空间利用率提升15%-20%，零件数量减少40%，能量密度提升 10%-15%。与宁德时代CTP“针锋相对”的，比亚迪推出了“刀片电池”，该方案更加适用于磷酸铁锂电池。“刀片电池”单体向大容量进化，电芯形状更加扁平、窄小，单体最大稳定长度可以达到2100mm。多个“刀片”捆扎形成电池包模块，通过少数几个大模组组合成电池模块。相较传统电池包，“刀片电池”的体积能量密度提升了50%以上。“刀片电池”通过设计电池的长度和宽度，可在一定体积下使电芯合理的扁长化，一方面利于在动力电池包内的整体排布，从而提高动力电池包的空间利用率、扩大动力电池包的能量密度；另一方面能够保证电芯具有足够大的散热面积，能够及时将内部的热量传导至外部，防止热量在内聚集，从而匹配较高的能量密度。实际上，不管是比亚迪的“刀片电池”，还是宁德时代的CTP技术，本质都是通过“无模组”来提升能量密度。两种技术状态在减少模组结构、提升封装效率上可以说是殊途同归，大幅减少单体连接线束以及相关的流程工艺成本，大幅度提高成组效率及系统能量密度。而作为国内动力电池“老三”，国轩高科也在电池包优化方面暗暗发力。今年3月，国轩高科工程研究总院院长蔡毅透露，国轩高科正寻求在模组层级提高LFP（磷酸铁锂）电池的能量密度，并扩大其适用范围。国轩高科在模组层级提高LFP电池的能量密度，势必也将带动电池包能量密度的提升，有望使得其系统能量密度从目前的160Wh/kg再上新台阶。“把电芯直接集成到电池包，省去电池模组，在技术角度并不难，确实能够起到优化空间利用率，并提升能量密度的效果，去掉模组是当前动力电池能量密度提升的有效路径之一。”某业内人士谈到。据了解，在大幅提升系统质量能量密度以及体积能量密度的同时，去模组、少模组也使电池包复杂度大幅下降，由此也带来了更高的产品稳定性和更低的故障率。电池包的成组考验的是电池研发人员对单体电芯和模组排兵布阵的能力，需要以安全性为前提，最大程度地利用每一寸空间。随着动力电池龙头们纷纷从系统层级寻求能量密度的突破，电池包大模组、无模组时代或将到来。撰稿：马云腾 来源：电池中国
来源：电池中国网
