蜂巢能源全球首發(fā)四元及無鈷材料電池(圖)
2019-07-19 15:58:36 來源:環(huán)球網(wǎng)
7月9日,蜂巢能源在保定召開主題為“領(lǐng)創(chuàng)疊時代 守護芯安全”的品牌戰(zhàn)略規(guī)劃及產(chǎn)品發(fā)布會。會上,蜂巢能源總經(jīng)理楊紅新進一步明確疊時代的概念:“疊時代是以疊片工藝為特征的新技術(shù)、新材料、新工藝、新標準大量涌現(xiàn)的、專門為電動汽車而生的時代。”
今天首發(fā)的無鈷材料、四元材料電池正是疊時代新材料的代表。針對動力電池行業(yè)目前面臨的安全與成本兩大難題,蜂巢能源針對性地給出了兩條全新的產(chǎn)品解決之道,引領(lǐng)行業(yè)風(fēng)向標。
電動化趨勢倒逼動力電池技術(shù)創(chuàng)新
“電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化、共享化”已成為全球汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的主要方向,并進入疊加融合、相互賦能、加速發(fā)展的新階段,汽車產(chǎn)業(yè)正迎來百年未有的大變革。
在汽車變革走向四化的征途上,電動化是第一步。就在剛剛結(jié)束的2019世界新能源汽車大會上,全球汽車產(chǎn)業(yè)主要相關(guān)方達成了博鰲共識:力爭到2035年全球新能源汽車的市場份額達到50%,全球汽車產(chǎn)業(yè)基本實現(xiàn)電動化轉(zhuǎn)型。
要實現(xiàn)這樣的目標,從動力電池的角度來看,信心與壓力并存,一方面,包括能量密度、壽命、快充、低溫等核心性能指標正在被逐個攻破,足以支撐起電動車性能超越傳統(tǒng)車。
另一方面,動力電池的安全和成本,是汽車電動化當(dāng)下亟待解決的產(chǎn)業(yè)痛點,安全是電動汽車發(fā)展的底線,也是消費者關(guān)切的頭等大事,而成本能否下降,直接影響著電動汽車能否真正與燃油車在市場上PK。
安全與成本的高壓下,倒逼動力電池及產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)在現(xiàn)有材料體系的基礎(chǔ)上不斷探尋新的方向。
蜂巢能源發(fā)布全球首款無鈷電池
現(xiàn)有三元體系的鋰離子動力電池中,正極材料的成本占比達到30%~45%,這其中,以 523體系為例,鈷在其中的占比達20%,作為戰(zhàn)略性的資源,鈷的價格波動將會直接影響到最終電芯的成本。
因此,在以高鎳體系為共識的大前提下,包括松下、LG、寧德時代等國際主流動力電池企業(yè)都在將低鈷及無鈷化電池作為下一代動力電池的研發(fā)方向。
基于上述背景,作為最懂汽車的動力電池專家,蜂巢能源基于對于材料體系的前瞻性研發(fā),正式發(fā)布了全球首款基于無鈷材料的電芯產(chǎn)品。
蜂巢能源介紹,無鈷材料性能可以達到NCM811同等水平,材料成本降低5~15%,相應(yīng)帶來的電芯BOM成本可以降低約5%,且會讓材料不受戰(zhàn)略資源影響。
無鈷化關(guān)鍵技術(shù)有兩個,一是摻雜無未成對的電子自旋的特定元素,減弱電子超交換的現(xiàn)象,降低Li/Ni混排,提高電性能;二是摻雜M-O鍵能大的元素,減緩晶體在充放電過程的體積變化,穩(wěn)定結(jié)構(gòu),提高循環(huán)壽命和安全性。
圍繞上述兩大關(guān)鍵技術(shù),蜂巢能源已經(jīng)完成了研發(fā)攻關(guān),據(jù)悉,蜂巢能源的無鈷電芯產(chǎn)品于2018年3月正式立項。通過摻雜技術(shù)改進了無鈷材料在充放電的可逆性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,電壓平臺達3.87V,比811高出0.04V(3.83V)。
在產(chǎn)品規(guī)劃上,預(yù)計將在年底前完成材料開發(fā),在2020年3月完成材料體系的進一步優(yōu)化,4月實現(xiàn)材料中試,8月體系定型,2020年第三季度將實現(xiàn)無鈷電芯的SOP。
全球首款四元電池兼顧能量密度與安全
主機廠對于電動汽車更高續(xù)航的追求,讓動力電池的高鎳化已經(jīng)成為行業(yè)共識,但如何平衡能量密度提升之后的安全性能,是當(dāng)下產(chǎn)業(yè)鏈必須正視的問題。
清華大學(xué)教授、中國科學(xué)院院士歐陽明高明確指出,目前最為緊迫的一項任務(wù)就是如何把安全的平衡點提升到300Wh/kg的能量密度。
基于上述趨勢,蜂巢能源率先開發(fā)出四元正極材料,并基于該材料發(fā)布了全球首款四元材料電芯。
據(jù)了解,蜂巢能源開發(fā)的四元材料,在NCM體系的基礎(chǔ)上摻雜Mx,Mx摻雜會使一次顆粒之間的邊界強度增強,因此會減少在有害的相轉(zhuǎn)變過程中微隙的形成。使其循環(huán)性能優(yōu)于NCM811材料,同時能實現(xiàn)耐熱更好、產(chǎn)氣少、安全性更高的特點。最終呈現(xiàn)在動力電池上就是容量更高、壽命更長、安全性更好。
蜂巢能源介紹,其四元材料電芯項目也已經(jīng)于2018年9月立項,將在今年年底前完成材料開發(fā),預(yù)計將于2020年第四季度實現(xiàn)四元材料電芯的SOP。
關(guān)于蜂巢能源
蜂巢能源前身是長城汽車動力電池事業(yè)部,自2012年起開展電芯的預(yù)研工作,2018年2月獨立為蜂巢能源,總部位于江蘇無錫,是一家專業(yè)從事汽車動力電池材料、電芯、模組、PACK、BMS、儲能、太陽能研發(fā)和制造的新能源科技公司。
蜂巢能源在全球布局了七大研發(fā)中心,目前保定、韓國、上海和印度的研發(fā)中心已經(jīng)投入使用,美國、日本和無錫的研發(fā)中心處于在建狀態(tài)。中國工廠建設(shè)方面,江蘇常州工廠處于在建狀態(tài),于2019年年底實現(xiàn)SOP,到2020年產(chǎn)能預(yù)計達到12GWh。
在技術(shù)路線選擇上,蜂巢能源創(chuàng)新性地推出方形疊片電池,是全球首家高速疊片方形電池制造商。高速疊片工藝是打破卷繞電池瓶頸的新一代電池工藝。蜂巢能源量產(chǎn)工廠疊片效率目標為單工位0.25秒/片。相比同類型卷繞工藝電池,蜂巢能源的疊片電池能量密度提升5%,循環(huán)壽命提升10%,成本降低15%。
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