人說(shuō),
電池已經(jīng)到達(dá)瓶頸,
電動(dòng)車頻繁自燃即是證明,下一步應(yīng)該在更大的范圍普及充電樁,但也有人說(shuō),
電池技術(shù)即將突破,電動(dòng)汽車未來(lái)的使用場(chǎng)景與燃油車無(wú)異。
汽車的電動(dòng)時(shí)代,安全高容量電池是一個(gè)繞不過(guò)的坎,也是電動(dòng)汽車能否真正替代燃油車的核心,在電池技術(shù)到達(dá)天花板之時(shí)也可能意味著新技術(shù)的爆發(fā)奇點(diǎn)時(shí)刻不再遙遠(yuǎn)。
連日來(lái),動(dòng)力電池領(lǐng)域新聞不斷。
這些聲音既牽動(dòng)著消費(fèi)者,也影響著資本市場(chǎng)。
5月13日,廣汽集團(tuán)旗下的廣汽新能源對(duì)外宣布:今年底,石墨烯電池量產(chǎn)研發(fā)工作將終于從實(shí)驗(yàn)室走向?qū)嵻,廣汽新能源埃安車型將搭載相關(guān)技術(shù)成果。
“基于廣汽三維結(jié)構(gòu)石墨烯(3DG)材料而研發(fā)的“超級(jí)快充電池” 已經(jīng)完成電芯、模組、電池包樣件的測(cè)試工作,并搭載整車進(jìn)行了裝車大功率充電測(cè)試,電池壽命和安全性均已達(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn)。
據(jù)測(cè)試,“超級(jí)快充電池”僅需8分鐘就可以將電池充電至85%,充電時(shí)間與傳統(tǒng)燃油車的加油時(shí)間相當(dāng)。”
5月11日,寧德時(shí)代舉行了2019年度業(yè)績(jī)網(wǎng)上說(shuō)明會(huì)。并在說(shuō)明會(huì)中表示無(wú)鈷電池技術(shù)研發(fā)順利,這意味著電池成本將進(jìn)一步降低。
4月16日,特斯拉(Tesla)最新發(fā)布的一項(xiàng)新專利表明,其壽命達(dá)100萬(wàn)英里的電池又得到了進(jìn)一步發(fā)展。
該項(xiàng)專利描述了一種新型電池鋰化過(guò)程,能夠提高電池質(zhì)量、延長(zhǎng)電池壽命,甚至可以節(jié)省成本,而這份專利的名稱為“鎳鈷鋁電極合成方法”(Method for Synthesizing Nickel-Cobalt-Aluminum Electrodes)。
3月29日,比亞迪正式推出刀片電池,在發(fā)布會(huì)上展示了電池最為懼怕的針刺測(cè)試,并宣稱刀片電池具備的的高安全、長(zhǎng)續(xù)航、長(zhǎng)壽命等特點(diǎn),將把動(dòng)力電池的發(fā)展路線重新拉回到以安全為本的正確道路上。
四家新能源企業(yè)在今年上半年前后發(fā)布了三種完全不同路線的電池新技術(shù),而新技術(shù)要解決的問(wèn)題也恰恰說(shuō)明了目前新能源的困境——
充電慢,
壽命短,
不安全,
成本高。
而以廣汽新源和特斯拉、比亞迪和寧德時(shí)代所宣稱推進(jìn)的電池技術(shù)正好完美地解決了上述四大缺陷。
動(dòng)力電池的奇點(diǎn)時(shí)刻真的即將到來(lái)嗎?
石墨烯的商用前景仍然不明
2010年,石墨烯的發(fā)現(xiàn)者榮獲了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
石墨烯從此成為顯學(xué)。
2017年,國(guó)家工信部制定《十三五材料領(lǐng)域科技創(chuàng)新專項(xiàng)規(guī)劃》,將石墨烯材料技術(shù)劃為重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域。
不可否認(rèn)“石墨烯”這個(gè)名詞正在以越來(lái)越多的頻次出現(xiàn)在我們的生活中,因具備超輕、超高強(qiáng)度、超強(qiáng)導(dǎo)電性等特性,被認(rèn)為是提高電池充電速度、推動(dòng)動(dòng)力電池技術(shù)進(jìn)步的重要技術(shù)。
近年來(lái),越來(lái)越多企業(yè)加入石墨烯電池研發(fā)制造陣營(yíng), 但一直都是只聞其“聲”,未見其“物”。
并且越值得期待的產(chǎn)品,越容易被炒作為石墨烯的技術(shù)落地,在嚴(yán)格意義上,我們今天能買到的消費(fèi)品,對(duì)于石墨烯的應(yīng)用依然為0。
2014年據(jù)Tesla創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Elon Musk表示,特斯拉準(zhǔn)備將Model S、即將面世的Model X跨界車以及平價(jià)電動(dòng)車型Model 3的性能再度升級(jí)。“我們汽車的續(xù)航里程將有可能突破500英里”。彼時(shí)他在接受英國(guó)汽車周刊《Auto Express》的采訪時(shí)如此表述。
然而,Musk并沒有透露這個(gè)計(jì)劃的細(xì)節(jié),但是根據(jù)眾多媒體的報(bào)道,用石墨烯制造的“超級(jí)電池”有可能是特斯拉實(shí)現(xiàn)該計(jì)劃的關(guān)鍵。如果認(rèn)真查找?guī)讉(gè)國(guó)外相關(guān)報(bào)道,但是無(wú)一例外地都說(shuō)消息源自中國(guó)媒體報(bào)道。
而最近的炒作也包含了華為的P40將會(huì)搭載石墨烯電池,然而至今并沒有實(shí)現(xiàn)。
事實(shí)上,國(guó)際鋰電學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界并沒有“石墨烯電池”這個(gè)提法。維基百科里也沒有發(fā)現(xiàn)“graphene battery”或者“graphene Li-ion battery”這兩個(gè)詞條的解釋。
目前,幾乎所有的商品鋰離子電池都采用石墨類負(fù)極材料,在負(fù)極性能相似的情況下,鋰離子電池的性能很大程度上取決于正極材料,所以現(xiàn)在鋰離子電池也有按照正極來(lái)稱呼的習(xí)慣,比如,磷酸鐵鋰電池、鈷酸鋰電池、錳酸鋰電池、三元電池等。
因此石墨烯在電池中的應(yīng)用有可能是正極也有可能是負(fù)極,而由于石墨烯成本是以往材料的幾千倍,并不會(huì)有廠商把一個(gè)電極的材料全換成石墨烯,所以基本就不存在石墨烯電池,只存在“摻/用了石墨烯的鋰離子電池/鉛酸電池等”。
由于廣汽新能源并沒有公布技術(shù)細(xì)節(jié),廣汽新能源埃安車型將搭載的“超級(jí)快充電池”中,究竟石墨烯是以主材料還是以添加劑的身份出現(xiàn)仍然是迷。
目前商業(yè)中的知名案例,僅有三星宣布開發(fā)出石墨烯電池,但有評(píng)論指出三星的方法和原料就決定了這不可能是個(gè)工業(yè)化的方案。
此外石墨烯的最大問(wèn)題是成本和工藝,再加上手機(jī)電池和汽車動(dòng)力電池仍有體量難度差異,目前學(xué)術(shù)上仍沒有成熟的解決方案。
因此廣汽新能源的“超級(jí)快充電池”不免讓人生疑,廠商拿出一臺(tái)試驗(yàn)車或者手機(jī)宣稱充電速度極快并沒有難度,石墨烯真正的難度在于成本和可靠的商業(yè)化技術(shù)突破。
而根據(jù)現(xiàn)有條件,石墨烯的產(chǎn)業(yè)化前景依然渺茫。
快充和安全是一對(duì)矛盾,解決了這一問(wèn)題的企業(yè)完全可以不用再生產(chǎn)汽車而只需專注于電池本身即可成為當(dāng)今汽車行業(yè)的關(guān)鍵先生。
我們不拒絕想象力,但殘酷的真相比虛假的噱頭更有意義。
刀片電池專利掛著王傳福的名字,大概率靠譜
一個(gè)多月前,3月29日,比亞迪集團(tuán)董事長(zhǎng)兼總裁王傳福在發(fā)布會(huì)上表示:“‘刀片電池’將把‘自燃’這個(gè)詞從新能源汽車的字典里徹底抹掉。”
對(duì)于比亞迪來(lái)說(shuō),新能源汽車的安全一直被視為最高級(jí)別,至今一直保持著新能源車電池安全零事故。多年來(lái),比亞迪也一直致力于電池安全方面的創(chuàng)新,希望徹底解決新能源汽車安全痛點(diǎn),引領(lǐng)全球動(dòng)力電池技術(shù)路線重回正道。
在發(fā)布會(huì)的針刺實(shí)驗(yàn)中,三元鋰電池,在針刺瞬間表面溫度迅速超過(guò)500℃并開始劇烈燃燒,穩(wěn)定性更高的傳統(tǒng)磷酸鐵鋰塊狀電池,針刺之后無(wú)明火、有煙,表面溫度達(dá)到200℃~400℃,而比亞迪的“刀片電池”,在針刺后無(wú)明火、無(wú)煙,電池表面溫度維持30℃-60℃左右。
目前國(guó)標(biāo)《電動(dòng)汽車用鋰離子動(dòng)力蓄電池安全要求》仍然在征求意見階段,現(xiàn)在仍作為可選項(xiàng)目由企業(yè)選擇性執(zhí)行,其中很大一部分原因是目前大多數(shù)三元鋰電池?zé)o法通過(guò)測(cè)試。
從成本的角度考慮,比亞迪在原有的基礎(chǔ)上,比亞迪在電池尺寸上面做了更改,呈現(xiàn)“扁平”和“長(zhǎng)條”形狀,此外的技術(shù)細(xì)節(jié)比亞迪也沒有過(guò)多公布。
但結(jié)論可以總結(jié)為三條:
1、刀片電池的體積能量密度提升;
2、刀片電池整體成本下降;
3、刀片電池具有非常高的安全性;
此外,比亞迪也宣稱刀片電池已經(jīng)量產(chǎn)并且將搭載在下個(gè)月上市的“漢”車型中。
而企業(yè)的重視程度也可以作為判斷靠譜程度的重要依據(jù)。
由于很快要量產(chǎn),比亞迪也需要在知識(shí)產(chǎn)權(quán)方面讓它得到保護(hù),而一般作為企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力的專利都會(huì)寫上企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)的名字。
我們從公開資料可以看見的信息是關(guān)于比亞迪刀片電池的核心專利上寫著比亞迪創(chuàng)始人王傳福的名字。
在逐漸進(jìn)入夏天的階段,中國(guó)再次發(fā)生多起電動(dòng)汽車自燃事件,比亞迪從發(fā)布技術(shù),很快量產(chǎn),高度保密的做法,以解決電動(dòng)車自燃問(wèn)題為突破口,讓一度不被看好的認(rèn)為走錯(cuò)路線的比亞迪動(dòng)力電池重回聚光燈下。
但安全和電池密度容量一直是一對(duì)矛盾,刀片電池是否已經(jīng)解決了這一矛盾,在“漢”上市之后相信消費(fèi)者的評(píng)價(jià)會(huì)是客觀的。
慢慢開始自研電池之路的特斯拉
特斯拉目前的電池供應(yīng)商為松下和寧德時(shí)代,但特斯拉意圖自研電池的腳步一直沒有停止,大概率的原因可能是當(dāng)前市場(chǎng)上即便目前最優(yōu)秀的電池仍不能讓馬斯克滿意。
目前有報(bào)道稱特斯拉發(fā)布了一項(xiàng)最新電池技術(shù)的專利,這一專利相對(duì)更加務(wù)實(shí),是在以往的基礎(chǔ)上改進(jìn)而來(lái)。
特斯拉宣稱以前的電池加熱方法有時(shí)會(huì)導(dǎo)致名為鋰基板 Li5AIO4 的雜質(zhì)形成,而降低電池中的鋰含量。
雖然可以減少污染,但也會(huì)使電池的性能變差。
為了解決上述問(wèn)題,特斯拉提出了“合成鎳鈷鋁電極的方法”。
如專利中所述,電池將被加熱到足以使單晶生長(zhǎng)的溫度。
鋰與其他金屬的比例經(jīng)過(guò)修改后,將有限限制第一次加熱過(guò)程中雜質(zhì)的形成。鋰將在低于第一個(gè)加熱周期的溫度下進(jìn)行第二次加熱。
參與該專利的研究人員指出,該工藝有助于開發(fā)出無(wú)雜質(zhì)的單晶 NCA,使電池可以達(dá)到 4000 多次充電周期。
特斯拉在專利中寫道,在電池中使用 NCA 電極將使單晶材料無(wú)雜質(zhì)地呈現(xiàn)出來(lái),污染物的減少可能會(huì)延長(zhǎng)電池的整體壽命,這將幫助特斯拉為其汽車生產(chǎn)續(xù)航可達(dá) 100 萬(wàn)英里電池的道路上邁出一大步。
事實(shí)上特斯拉的電池一直處于改進(jìn)的狀態(tài),多年來(lái),公司用于車輛和能量存儲(chǔ)系統(tǒng)的電池變得更加高能量密度。借助千兆工廠等設(shè)施實(shí)現(xiàn)的規(guī)模經(jīng)濟(jì),也在很大程度上幫助特斯拉接近每千瓦時(shí) 100美元的水平。
人們普遍認(rèn)為,在這個(gè)水平上,電動(dòng)汽車的價(jià)格可以達(dá)到與內(nèi)燃汽車相當(dāng)?shù)乃健?/div>
也就是說(shuō),特斯拉依然堅(jiān)持三元鋰電池的技術(shù)道路,并且在不斷的改進(jìn)優(yōu)化以及節(jié)省成本,目前來(lái)看特斯拉的技術(shù)路線是最為穩(wěn)妥的方式,雖然根本性的技術(shù)突破概率小,但對(duì)于一個(gè)可持續(xù)化的商業(yè)來(lái)講,這就是最優(yōu)選擇。
寧德時(shí)代:“刀片電池”我們更好,無(wú)鈷電池研發(fā)順利
5月11日,寧德時(shí)代舉行了2019年度業(yè)績(jī)網(wǎng)上說(shuō)明會(huì)。在說(shuō)明會(huì)上,寧德時(shí)代與特斯拉的合作細(xì)節(jié)成為了被投資者提及最多的問(wèn)題之一。
寧德時(shí)代董事長(zhǎng)曾毓群在業(yè)績(jī)說(shuō)明會(huì)上表示:“寧德時(shí)代將在今年下半年正式向特斯拉供貨,供貨產(chǎn)品將不限于磷酸鐵鋰或者三元電池,具體取決于市場(chǎng)需求。”
“馬斯克告訴我,特斯拉希望自己做電池。據(jù)我了解,他們的技術(shù)路線對(duì)我們不會(huì)有沖擊。而且我們?cè)诠餐接懭绾伟央姵刈龅酶茫苑⻊?wù)新能源事業(yè)。”曾毓群進(jìn)一步透露,寧德時(shí)代有自己的“無(wú)鈷”電池技術(shù)儲(chǔ)備,目前研發(fā)進(jìn)展順利,正在想辦法搞好供應(yīng)鏈,因?yàn)檫@是一個(gè)全新的、顛覆性的產(chǎn)品。
此外,寧德時(shí)代針對(duì)投資者提出的“比亞迪刀片電池技術(shù)”發(fā)表了自己的看法:“刀片電池也是寧德時(shí)代2016年量產(chǎn)的 CTP(Cell to Pack,無(wú)模組動(dòng)力電池包)結(jié)構(gòu)創(chuàng)新概念中的一種,我們已經(jīng)選擇并量產(chǎn)CTP結(jié)構(gòu)創(chuàng)新里最優(yōu)的幾種,比如CTP-0、CTP-1、CTP-2。”曾毓群表示。
目前來(lái)看,寧德時(shí)代作為中國(guó)第一大電池供應(yīng)商,不僅在三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池發(fā)展迅速,在新一代電池研發(fā)層面也絲毫沒有松懈。
據(jù)了解,目前市面上大部分電池又含有鈷元素,鈷元素本身屬于稀有金屬,是電池組成材料當(dāng)中最為昂貴的材料之一,無(wú)鈷電池因?yàn)椴缓锈捲,所以在電池成本?dāng)中費(fèi)用相對(duì)于三元鋰電池來(lái)說(shuō)價(jià)格會(huì)低五分之一左右的價(jià)格。
而和比亞迪的隔空對(duì)話,由于雙方的新一代電池仍然沒有量產(chǎn)產(chǎn)品,技術(shù)上仍無(wú)法對(duì)比。
但比亞迪也是隔空回復(fù)了一條微博,并且對(duì)寧德時(shí)代持有懷疑態(tài)度。
但無(wú)論如何,寧德時(shí)代在多品類電池的綜合實(shí)力是毋庸置疑的,而電池成本的痛點(diǎn)也是制約新能源發(fā)展必須要解決的問(wèn)題,無(wú)鈷電池技術(shù)未來(lái)可期。
多種技術(shù)路線共存下的發(fā)展
無(wú)論電池技術(shù)的路線怎么變,但它根本的目的是讓電動(dòng)汽車變得充電快、安全高、跑得遠(yuǎn)。
而多種路線的產(chǎn)生,也正在說(shuō)明目前的技術(shù)道路仍然沒有最優(yōu)解的方向產(chǎn)生,對(duì)于國(guó)內(nèi)我們希望找到彎道超車的辦法,也希望能有更多的想象力,這是人類社會(huì)進(jìn)步的動(dòng)力。
但我們不希望為了噱頭而去宣稱什么,電池技術(shù)的發(fā)展看似發(fā)展緩慢,但即便從2014年特斯拉進(jìn)入中國(guó)起,這六年來(lái),動(dòng)力電池技術(shù)的發(fā)展是翻天覆地的。
但是在層出不窮的電動(dòng)汽車自燃面前,更需要整個(gè)行業(yè)一起踏實(shí)努力,就如同松下18650電池的容量3.2-3.5-3.7-4.0Ah這樣一點(diǎn)點(diǎn)漲。
這種非爆發(fā)式的但積累式的進(jìn)步可能是電動(dòng)汽車行業(yè)可以穩(wěn)定健康發(fā)展的最佳模式。
動(dòng)力電池是否迎來(lái)一個(gè)可預(yù)期的奇點(diǎn)時(shí)刻?
在沒有基礎(chǔ)科學(xué)的重大突破之下,動(dòng)輒100%以上的突破,若干年后都可能會(huì)成為一個(gè)笑話。
但當(dāng)電動(dòng)汽車成為一個(gè)健康的行業(yè),形成了可盈利的產(chǎn)業(yè)鏈,無(wú)論是在技術(shù)層面還是商業(yè)層面,迎來(lái)突破都將只是時(shí)間問(wèn)題。
(責(zé)任編輯:子蕊)
作者:王碩奇 ,如若轉(zhuǎn)載,請(qǐng)注明出處:http://www.www.nblongerfa.com/wenshuo/sc/2020051533186.html
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動(dòng)力電池沒有“魔法”。
2024-06-04 09:49
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近年來(lái),我國(guó)氫能技術(shù)及產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展:首列氫能源市域列車完成達(dá)速試跑,海水直接制氫技術(shù)在福建海試成功,《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃(2021—2035年)》《氫能產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南(2023版)》等陸續(xù)推出……氫能作為清潔能源,為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展注入強(qiáng)勁動(dòng)力,也成
2024-06-04 09:19
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基于越發(fā)雄心勃勃的全球脫碳計(jì)劃及在一些市場(chǎng)上與鋰離子電池儲(chǔ)能競(jìng)爭(zhēng)的可能性日益增長(zhǎng),長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能(LDES)正在全球迅速引起關(guān)注。彭博新能源財(cái)經(jīng)(BNEF)近日發(fā)布的《長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能成本調(diào)研報(bào)告》顯示,雖然多數(shù)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)尚處于早期,成本仍高于鋰離子電池儲(chǔ)能,
2024-06-03 10:31
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據(jù)悉,目前低空經(jīng)濟(jì)賽道的主要有三撥群體:原先做無(wú)人機(jī)的,如峰飛等;航空背景出來(lái)創(chuàng)業(yè)的,如時(shí)的科技、沃蘭特、御風(fēng)未來(lái)等;大型飛機(jī)、汽車等制造業(yè)巨頭,如空客、大眾、小鵬、吉利等。
2024-06-03 09:48
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作為前沿新興產(chǎn)業(yè)和新質(zhì)生產(chǎn)力的重要場(chǎng)景,氫能產(chǎn)業(yè)熱度再起。
2024-06-03 09:16
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電動(dòng)載人汽車、鋰離子蓄電池、太陽(yáng)能電池被稱為中國(guó)外貿(mào)的“新三樣”,已成為展現(xiàn)中國(guó)制造邁向高端化、智能化、綠色化的嶄新名片。
2024-05-31 18:56
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“2030年左右實(shí)現(xiàn)全固態(tài)鋰電池的商業(yè)化應(yīng)用”被寫進(jìn)日本《蓄電池產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略》。
2024-05-31 11:55
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目前,全濟(jì)南市的電動(dòng)自行車保有量約400萬(wàn)輛,是名副其實(shí)的電動(dòng)車大市。電動(dòng)自行車上的鉛蓄電池作為危廢,如不規(guī)范回收,隨意拆解處置,將產(chǎn)生環(huán)境污染。
2024-05-30 20:12
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近期除了固態(tài)電池概念很火,鈉離子電池也收獲不少熱度。
2024-05-30 11:23
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蓬勃發(fā)展的東亞和持續(xù)落后的歐洲。
2024-05-29 18:30
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