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    • 回顧2021:多項重磅技術發布,動力電池迎來技術井噴期?
    • 發布時間:2022/2/12 10:28:17
    •  根據乘聯會的數據顯示,2021年,中國汽車市場實現新能源汽車銷量298.9萬輛,滲透率一路提升到14.8%,相比2020年的5.8%的滲透率,可以說是實現了質的飛躍。

       

       

      與新能源汽車一同起飛的,自然還有動力電池,根據中國汽車動力電池產業創新聯盟統計的數據,2021年,我國動力電池累計銷量達186.0GWh,同比累計增長182.3%。

       

       

      而回顧過去一年,動力電池行業除了裝機量與價格的不斷提升,整個行業還涌現出相當多的先進技術,本文就帶大家一同回顧2021年動力電池行業最具代表的兩個技術創新。

       

       

      無鈷電池

       

       

      去年8月,長城旗下的蜂巢能源宣布其開發的全球首款無鈷電池包正式搭載長城歐拉首款SUV車型櫻桃貓,實現量產裝車,再無后“鈷”之憂。

       

       

      一般來講,鋰離子電池的正極有磷酸鐵鋰、錳酸鋰、鈷酸鋰、三元鎳鈷錳(NCM)幾種材料,其中后兩者就是含鈷元素。

       

       

      至于為什么要在正極中加入鈷元素,主要是因為在正極中加入鈷元素之后,一方面可以抑制“鎳鋰混排”的現象,另一方面還可以降低材料阻抗值、提高材料電子電導率、改善倍率性能、降低電芯內阻等。

       

       

      那為什么要去鈷?兩個詞來概括就是資源少以及價格高。

       

       

      首先地球上鈷的平均豐度僅為0.0025%,不但分布分散,而且多為銅、鎳和鐵等礦種的伴生礦,開采有難度;另一方面,鈷的價格這幾年是猶如坐上火箭,從前幾年的180元每千克,到現在的500元每千克。

       

       

      蜂巢能源的無鈷電池有什么黑科技?

       

       

      蜂巢能源的無鈷電池正極采用的是NMX的無鈷材料,化學鍵能更大,再通過強化學鍵穩定氧八面體結構,然后采取單晶技術和納米網絡化包覆來達到穩定結構和減少正極材料與電解液的副反應。

       

       

      從能力密度這方面來講,無鈷電池的能量密度目前可以做到240~245Wh/kg,遠高于主流磷酸鐵鋰電池的170~180Wh/kg水平,也十分接近三元鋰電池的能量密度。

       

       

      而在安全性方面,蜂巢能源的無鈷電池可以輕松通過150℃的熱箱測試,遠高于國標所要求的的130℃標準,這就代表了其擁有良好的熱穩定性能。

       

       

      目前蜂巢能源無鈷電池一共規劃四款量產產品,分別是無鈷H 系列115Ah電芯,155Ah電芯,H Plus系列157Ah電芯,和無鈷E系列115Ah電芯,覆蓋全部車型超長里程。

       

       

      鈉離子電池

       

       

      去年7月,鋰離子電池行業的龍頭老大寧德時代率先發布了鈉離子電池,頓時引起行業熱議。

       

       

      從元素周期表來看,鈉是距離鋰最近的同族金屬元素。這意味著它們的最外層電子數相同,因此化學性質也十分相似,因此在工作原理上,鈉離子電池依靠鈉離子在正極和負極之間移動來工作,與鋰離子電池十分相似。

       

       

      為什么要用鈉元素代替鋰元素,主要原因與前文的去鈷相似,與成本以及地球儲量有關。

       

       

      鈉離子電池的優缺點都較為明顯,優點是成本低,循環壽命更長,安全性更好,缺點就是能量密度不夠亮眼,現階段不能滿足長續航要求

       

       

      以寧德時代發布的離子電池為例,其單體能量密度可以達到160Wh/kg,基本與磷酸鐵鋰電池相近,但距離三元鋰電池還有一定差距;常溫下充電15分鐘電量就可以達到80%,具備了快充能力;具備優異的熱穩定性,已經超越了國家動力電池強標的安全要求。

       

       

      在技術創新上,寧德時代的鈉離子電池主要是在正極材料上使用了普魯士白,化學名稱叫亞鐵氰化亞鐵,寧德時代對材料體相結構進行電荷重排,解決了普魯士白在循環過程中容量快速衰減的難題;負極則選擇的是硬碳,其具有克容量高、易脫嵌、優循環的特性。

       

       

      根據鈉離子電池所表現出來的特性,行業對其的期望更多是取代磷酸鐵鋰電池,成為未來入門和主流價位車型的電池選擇。至于需要超高能量密度的中高端車型,目前而言三元鋰電仍是最好的選擇之一。

       

       

      寫在最后:

       

       

      按照我國新能源汽車發布路徑規劃,未來幾年新能源汽車一定還會迎來快速增長,而市場對于動力電池的需求肯定也會更加旺盛,在這種市場需求的驅動下,相信其更有利于電池技術的提升,2022年已經到來,我們期待更新的技術出現。

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